Silnik parowy własnymi rękami. Historia silników parowych

Możliwości wykorzystania energii pary znane były już na początku naszej ery. Potwierdza to urządzenie zwane eolipilem czapli, stworzone przez starożytnego greckiego mechanika Herona z Aleksandrii. Starożytny wynalazek można przypisać turbinie parowej, której kula obracała się pod wpływem siły strumieni pary wodnej.

Przystosowanie pary do pracy silników stało się możliwe w XVII wieku. Nie używali takiego wynalazku długo, ale wniósł on znaczący wkład w rozwój ludzkości. Ponadto historia wynalezienia silników parowych jest bardzo fascynująca.

pojęcie

Silnik parowy składa się z silnika cieplnego o spalaniu zewnętrznym, który z energii pary wodnej wytwarza mechaniczny ruch tłoka, który z kolei obraca wał. Moc silnika parowego jest zwykle mierzona w watach.

Historia wynalazku

Historia wynalezienia silników parowych związana jest z wiedzą starożytnej cywilizacji greckiej. Przez długi czas nikt nie korzystał z dzieł tej epoki. W XVI wieku podjęto próbę stworzenia turbiny parowej. Turecki fizyk i inżynier Takiyuddin ash-Shami pracował nad tym w Egipcie.

Zainteresowanie tym problemem powróciło w XVII wieku. W 1629 roku Giovanni Branca zaproponował własną wersję turbiny parowej. Jednak wynalazki traciły dużo energii. Dalszy rozwój wymagał odpowiednich warunków ekonomicznych, które pojawią się później.

Pierwszą osobą, która wynalazła silnik parowy, jest Denis Papin. Wynalazkiem był cylinder z tłokiem unoszącym się pod wpływem pary i opadającym w wyniku jej zagęszczania. Urządzenia Savery'ego i Newcomena (1705) miały tę samą zasadę działania. Sprzęt służył do wypompowywania wody z wyrobisk przy wydobywaniu kopalin.

Wattowi udało się ostatecznie udoskonalić urządzenie w 1769 roku.

Wynalazki Denisa Papina

Denis Papin był z wykształcenia lekarzem. Urodzony we Francji, w 1675 przeniósł się do Anglii. Znany jest z wielu swoich wynalazków. Jednym z nich jest szybkowar, który nazywano „kotłem Papenova”.

Udało mu się ujawnić związek między dwoma zjawiskami, a mianowicie temperaturą wrzenia cieczy (wody) i pojawiającym się ciśnieniem. Dzięki temu stworzył szczelny kocioł, wewnątrz którego zwiększono ciśnienie, dzięki czemu woda zagotowała się później niż zwykle, a temperatura obróbki umieszczonych w nim produktów wzrosła. W ten sposób wzrosła prędkość gotowania.

W 1674 roku wynalazca medyczny stworzył silnik proszkowy. Jego praca polegała na tym, że gdy proch się zapalał, tłok poruszał się w cylindrze. W cylindrze powstało niewielkie podciśnienie, a ciśnienie atmosferyczne przywróciło tłok na swoje miejsce. Powstałe pierwiastki gazowe wydostały się przez zawór, a pozostałe zostały schłodzone.

Do 1698 r. Papinowi udało się stworzyć jednostkę opartą na tej samej zasadzie, działającą nie na prochu, ale na wodzie. W ten sposób powstał pierwszy silnik parowy. Pomimo znacznego postępu, do jakiego mogła doprowadzić ta idea, nie przyniosła ona wynalazcy znaczących korzyści. Wynikało to z faktu, że wcześniej inny mechanik, Savery, opatentował już pompę parową i do tego czasu nie wymyślili jeszcze innego zastosowania dla takich jednostek.

Denis Papin zmarł w Londynie w 1714 roku. Pomimo tego, że wynalazł pierwszą maszynę parową, odszedł z tego świata w potrzebie i samotności.

Wynalazki Thomasa Newcomena

Większy sukces pod względem dywidend odniósł Anglik Newcomen. Kiedy Papin stworzył swoją maszynę, Thomas miał 35 lat. Uważnie przestudiował prace Savery'ego i Papina i był w stanie zrozumieć wady obu projektów. Od nich wziął wszystkie najlepsze pomysły.

Już w 1712 roku we współpracy z mistrzem szkła i hydrauliki Johnem Calleyem stworzył swój pierwszy model. Tak ciągnęła się historia wynalezienia silników parowych.

Stworzony model można w skrócie wytłumaczyć w następujący sposób:

• Projekt łączył pionowy cylinder i tłok, podobnie jak Papin.
• Wytwarzanie pary odbywało się w oddzielnym kotle, który działał na zasadzie maszyny Savery.
• Szczelność w cylindrze parowym uzyskano dzięki poszyciu, które pokryto tłokiem.

Jednostka Newcomen podniosła wodę z kopalni za pomocą ciśnienia atmosferycznego. Maszyna wyróżniała się solidnymi gabarytami i wymagała dużej ilości węgla do działania. Mimo tych mankamentów model Newcomena był używany w kopalniach przez pół wieku. Pozwoliło to nawet na ponowne otwarcie kopalń, które zostały opuszczone z powodu zalania wód gruntowych.

W 1722 roku pomysł Newcomena udowodnił swoją skuteczność, wypompowując wodę ze statku w Kronsztadzie w ciągu zaledwie dwóch tygodni. System wiatraków mógłby to zrobić w ciągu roku.

Z uwagi na to, że maszyna bazowała na wczesnych wersjach, angielski mechanik nie był w stanie uzyskać na nią patentu. Konstruktorzy próbowali zastosować wynalazek do ruchu pojazdu, ale nie udało im się. Na tym historia wynalezienia silników parowych się nie skończyła.

Wynalazek Watta

Jako pierwszy wynalazł sprzęt o niewielkich rozmiarach, ale wystarczająco mocny, James Watt. Silnik parowy był pierwszym tego rodzaju. Mechanik z Uniwersytetu w Glasgow w 1763 roku zaczął naprawiać maszynę parową Newcomena. W wyniku naprawy zrozumiał, jak zmniejszyć zużycie paliwa. Aby to zrobić, konieczne było utrzymywanie cylindra w stanie stale nagrzanym. Jednak silnik parowy Watta nie mógł być gotowy, dopóki problem skraplania się pary nie został rozwiązany.

Rozwiązanie przyszło, gdy mechanik przechodził obok pralni i zauważył kłęby pary wydobywające się spod pokryw bojlerów. Zdał sobie sprawę, że para jest gazem i musi podróżować w cylindrze o obniżonym ciśnieniu.

Uszczelniając wnętrze cylindra parowego nasączoną olejem liną konopną, Watt był w stanie zrezygnować z ciśnienia atmosferycznego. To był duży krok naprzód.

W 1769 roku pewien mechanik otrzymał patent, który stanowił, że temperatura silnika w parowozie będzie zawsze równa temperaturze pary. Sprawy nieszczęsnego wynalazcy nie potoczyły się jednak tak, jak oczekiwano. Został zmuszony do zastawienia patentu za długi.

W 1772 poznał Matthew Boltona, bogatego przemysłowca. Kupił i zwrócił Wattowi swoje patenty. Wynalazca wrócił do pracy, wspierany przez Boltona. W 1773 roku silnik parowy Watta został przetestowany i wykazał, że zużywa węgiel znacznie mniej niż jego odpowiedniki. Rok później w Anglii rozpoczęto produkcję jego samochodów.

W 1781 roku wynalazcy udało się opatentować swoje kolejne dzieło - silnik parowy do napędzania maszyn przemysłowych. Z czasem wszystkie te technologie umożliwią przemieszczanie pociągów i parowców za pomocą pary. To całkowicie zmieni życie człowieka.

Jedną z osób, które zmieniły życie wielu osób, był James Watt, którego silnik parowy przyspieszył postęp technologiczny.

Wynalazek Polzunowa

Projekt pierwszej maszyny parowej, która mogła napędzać różnorodne mechanizmy robocze, powstał w 1763 roku. Został opracowany przez rosyjskiego mechanika I. Polzunova, który pracował w zakładach górniczych Ałtaju.

Szef fabryk zapoznał się z projektem i otrzymał zgodę na stworzenie urządzenia z Petersburga. Uznano parowóz Polzunowa, a prace nad jego stworzeniem powierzono autorowi projektu. Ten ostatni chciał najpierw złożyć miniaturowy model, aby zidentyfikować i wyeliminować ewentualne wady, których nie widać na papierze. Jednak kazano mu rozpocząć budowę dużej, potężnej maszyny.

Połzunowowi zapewniono pomocników, z których dwóch miało skłonności do mechaniki, a dwóch miało wykonywać prace pomocnicze. Budowa silnika parowego trwała rok i dziewięć miesięcy. Kiedy parowóz Polzunowa był już prawie gotowy, zachorował na gruźlicę. Twórca zmarł na kilka dni przed pierwszymi testami.

Wszystkie czynności w maszynie odbywały się automatycznie, mogła pracować w sposób ciągły. Udowodniono to w 1766 r., kiedy uczniowie Polzunowa przeprowadzili ostatnie testy. Miesiąc później sprzęt został oddany do użytku.

Samochód nie tylko zwrócił wydane pieniądze, ale także przyniósł zysk właścicielom. Jesienią kocioł zaczął przeciekać i prace ustały. Jednostkę można było naprawić, ale to nie interesowało władz fabryki. Samochód został porzucony, a dekadę później został zdemontowany jako niepotrzebny.

Zasada działania

Do działania całego systemu wymagany jest kocioł parowy. Powstała para rozpręża się i naciska na tłok, powodując ruch części mechanicznych.

Zasada działania najlepiej jest zapoznać się z poniższą ilustracją.

Jeśli nie malujesz detali, to praca silnika parowego polega na zamianie energii pary na mechaniczny ruch tłoka.

Efektywność

Sprawność silnika parowego określa stosunek użytecznej pracy mechanicznej do ilości zużytego ciepła zawartego w paliwie. Energia, która jest uwalniana do środowiska w postaci ciepła, nie jest brana pod uwagę.

Sprawność silnika parowego jest mierzona w procentach. Praktyczna wydajność wyniesie 1-8%. W obecności skraplacza i rozszerzenia ścieżki przepływu wskaźnik może wzrosnąć nawet o 25%.

Zalety

Główną zaletą urządzeń parowych jest to, że kocioł może wykorzystywać jako paliwo dowolne źródło ciepła, zarówno węgiel, jak i uran. To znacząco odróżnia go od silnika spalinowego. W zależności od rodzaju tego ostatniego wymagany jest określony rodzaj paliwa.

Historia wynalezienia silników parowych pokazała zalety, które są zauważalne do dziś, ponieważ dla parowego odpowiednika można wykorzystać energię jądrową. Sam reaktor jądrowy nie może przekształcić swojej energii w pracę mechaniczną, ale jest w stanie wytworzyć dużą ilość ciepła. Jest on następnie używany do wytwarzania pary, która wprawi samochód w ruch. Energię słoneczną można wykorzystać w ten sam sposób.

Lokomotywy parowe dobrze radzą sobie na dużych wysokościach. Na wydajności ich pracy nie spada niskie ciśnienie atmosferyczne panujące w górach. Lokomotywy parowe są nadal używane w górach Ameryki Łacińskiej.

W Austrii i Szwajcarii stosuje się nowe wersje lokomotyw parowych na suchą parę. Wykazują wysoką skuteczność dzięki wielu ulepszeniom. Nie są wymagające w utrzymaniu, a jako paliwo zużywają lekkie frakcje oleju. Pod względem wskaźników ekonomicznych dorównują nowoczesnym lokomotywom elektrycznym. Jednocześnie lokomotywy parowe są znacznie lżejsze niż ich spalinowe i elektryczne odpowiedniki. To wielka zaleta w terenie górskim.

Wady

Wady obejmują przede wszystkim niską wydajność. Do tego należy dodać masywność konstrukcji i niską prędkość. Stało się to szczególnie zauważalne po pojawieniu się silnika spalinowego.

Aplikacja

Kto wynalazł silnik parowy, jest już znany. Dopiero okaże się, gdzie były używane. Do połowy XX wieku w przemyśle wykorzystywano maszyny parowe. Wykorzystywano je również do transportu kolejowego i parowego.

Fabryki obsługujące silniki parowe:

• cukier;
• mecz;
• papiernie;
• włókienniczy;
• przedsiębiorstwa spożywcze (w niektórych przypadkach).

Turbiny parowe są również zawarte w tym urządzeniu. Z ich pomocą nadal działają generatory prądu. Około 80% światowej energii elektrycznej jest wytwarzane za pomocą turbin parowych.

Swego czasu powstawały różne rodzaje transportu napędzane silnikiem parowym. Niektóre nie zapuściły korzeni z powodu nierozwiązanych problemów, podczas gdy inne nadal działają.

Transport napędzany parą:

• samochód;
• ciągnik;
• koparka;
• samolot;
• lokomotywa;
• naczynie;
• ciągnik.

Taka jest historia wynalezienia silników parowych. Rozważmy krótko udany przykład samochodu wyścigowego Serpolle, stworzonego w 1902 roku. Ustanowił światowy rekord prędkości, który na lądzie wyniósł 120 km na godzinę. Dlatego samochody parowe były konkurencyjne w stosunku do swoich elektrycznych i benzynowych odpowiedników.

Tak więc w USA w 1900 roku wyprodukowano przede wszystkim silniki parowe. Spotykali się na drogach aż do lat trzydziestych XX wieku.

Większość z tych pojazdów stała się niepopularna po pojawieniu się silnika spalinowego, którego sprawność jest znacznie wyższa. Takie maszyny były bardziej ekonomiczne, a przy tym lekkie i szybkie.

Steampunk jako trend ery parowozów

Mówiąc o silnikach parowych, chciałbym wspomnieć o popularnym kierunku - steampunk. Termin składa się z dwóch angielskich słów - „par” i „protest”. Steampunk to gatunek science fiction, którego akcja toczy się w drugiej połowie XIX wieku w wiktoriańskiej Anglii. Ten okres w historii jest często nazywany erą pary.

Wszystkie prace mają jedną cechę charakterystyczną – opowiadają o życiu drugiej połowy XIX wieku, a styl narracji przywodzi na myśl powieść „Wehikuł czasu” H. G. Wellsa. Działki opisują krajobrazy miejskie, budynki użyteczności publicznej, technologię. Szczególne miejsce zajmują sterowce, stare samochody, dziwaczne wynalazki. Wszystkie metalowe części zostały przymocowane nitami, ponieważ spawanie nie było jeszcze stosowane.

Termin „steampunk” powstał w 1987 roku. Jej popularność związana jest z pojawieniem się powieści „The Difference Engine”. Został napisany w 1990 roku przez Williama Gibsona i Bruce'a Sterlinga.

Na początku XXI wieku w tym kierunku ukazało się kilka znanych filmów:

• "Wehikuł czasu";
• "Liga niezwykłych dżentelmenów";
• „Van Helsing”.

Prekursorami steampunku są dzieła Juliusza Verne'a i Grigorija Adamowa. Zainteresowanie tym kierunkiem od czasu do czasu przejawia się we wszystkich sferach życia – od kina po odzież codzienną.

Wynalezienie silników parowych było punktem zwrotnym w historii ludzkości. Gdzieś na przełomie XVII-XVIII wieku zaczęto wymieniać nieefektywną pracę ręczną, koła wodne oraz zupełnie nowe i unikatowe mechanizmy - maszyny parowe. To dzięki nim możliwe stały się rewolucje techniczne i przemysłowe, a nawet cały postęp ludzkości.

Ale kto wynalazł silnik parowy? Komu ludzkość jest to winna? A kiedy to było? Postaramy się znaleźć odpowiedzi na wszystkie te pytania.

Jeszcze przed naszą erą

Historia powstania silnika parowego rozpoczyna się w pierwszych wiekach pne. Bohater z Aleksandrii opisał mechanizm, który zaczął działać dopiero po wystawieniu na działanie pary. Urządzeniem była kula, na której zamocowano dysze. Para wydobywała się stycznie z dysz, powodując w ten sposób obracanie się silnika. Było to pierwsze urządzenie działające na parze.

Twórcą silnika parowego (a raczej turbiny) jest Tagi al-Dinome (arabski filozof, inżynier i astronom). Jego wynalazek stał się szeroko znany w Egipcie w XVI wieku. Mechanizm ułożono w następujący sposób: strumienie pary kierowano bezpośrednio na mechanizm z łopatkami, a gdy dym opadał, łopatki obracały się. Coś podobnego zaproponował w 1629 roku włoski inżynier Giovanni Branca. Główną wadą wszystkich tych wynalazków było zbyt duże zużycie pary, co z kolei wymagało ogromnej ilości energii i nie było wskazane. Rozwój został wstrzymany, gdyż ówczesna wiedza naukowa i techniczna ludzkości nie wystarczała. Ponadto potrzeba takich wynalazków była całkowicie nieobecna.

Rozwój

Aż do XVII wieku stworzenie maszyny parowej było niemożliwe. Ale gdy tylko poprzeczka poziomu rozwoju człowieka wzrosła, natychmiast pojawiły się pierwsze kopie i wynalazki. Chociaż wtedy nikt nie traktował ich poważnie. Na przykład w 1663 roku angielski naukowiec opublikował w prasie projekt swojego wynalazku, który zainstalował w zamku Raglan. Jego urządzenie służyło do podnoszenia wody na ścianach wież. Jednak, jak wszystko nowe i nieznane, projekt ten został przyjęty z powątpiewaniem i nie było sponsorów do jego dalszego rozwoju.

Historia powstania silnika parowego zaczyna się od wynalezienia silnika parowego. W 1681 roku naukowiec z Francji wynalazł urządzenie, które wypompowywało wodę z kopalń. Początkowo jako siłę napędową wykorzystywano proch strzelniczy, a następnie zastąpiono go parą wodną. Tak narodziła się maszyna parowa. Ogromny wkład w jego poprawę wnieśli naukowcy z Anglii, Thomas Newcomen i Thomas Severen. Nieocenionej pomocy udzielił również rosyjski wynalazca-samouk Iwan Połzunow.

Nieudana próba Papina

Maszyna parowo-atmosferyczna, która w tamtym czasie była daleka od doskonałości, przyciągnęła szczególną uwagę w dziedzinie przemysłu stoczniowego. D. Papin wydał ostatnie oszczędności na zakup niewielkiego statku, na którym zabrał się do instalacji własnej produkcji parowo-atmosferycznej maszyny do podnoszenia wody. Mechanizm działania polegał na tym, że spadając z wysokości woda zaczęła obracać koła.

Wynalazca przeprowadził swoje testy w 1707 roku na rzece Fulda. Wiele osób zebrało się, aby zobaczyć cud: statek płynący po rzece bez żagli i wioseł. Jednak podczas testów doszło do katastrofy: silnik eksplodował i zginęło kilka osób. Władze rozgniewały się na nieszczęsnego wynalazcę i zabroniły mu wszelkich prac i projektów. Statek został skonfiskowany i zniszczony, a sam Papen zmarł kilka lat później.

Błąd

Parowiec Papin miał następującą zasadę działania. Na dno cylindra trzeba było wlać niewielką ilość wody. Pod samym cylindrem znajdował się koksownik, który służył do podgrzewania cieczy. Kiedy woda zaczęła wrzeć, powstająca para, rozszerzając się, podniosła tłok. Powietrze było usuwane z przestrzeni nad tłokiem przez specjalnie wyposażony zawór. Gdy woda się zagotowała i para zaczęła opadać, konieczne było wyjęcie paleniska, zamknięcie zaworu w celu usunięcia powietrza i schłodzenie ścianek cylindra zimną wodą. Dzięki takim działaniom para w cylindrze skrapla się, pod tłokiem powstaje podciśnienie, a pod wpływem siły ciśnienia atmosferycznego tłok wraca na swoje pierwotne miejsce. Podczas jego ruchu w dół wykonano pożyteczną pracę. Jednak sprawność silnika parowego Papena była ujemna. Silnik parowca był wyjątkowo nieekonomiczny. A co najważniejsze, był zbyt skomplikowany i niewygodny w użyciu. Dlatego wynalazek Papena od samego początku nie miał przyszłości.

Obserwujący

Jednak historia powstania silnika parowego na tym się nie skończyła. Następnym, już znacznie większym sukcesem niż Papen, był angielski naukowiec Thomas Newcomen. Długo studiował twórczość swoich poprzedników, skupiając się na słabościach. I biorąc to, co najlepsze z ich pracy, stworzył swój własny aparat w 1712 roku. Nowa maszyna parowa (na zdjęciu) została zaprojektowana w następujący sposób: zastosowano cylinder, który był w pozycji pionowej, a także tłok. Ten Newcomen zaczerpnął z dzieł Papina. Jednak para powstawała już w innym kotle. Wokół tłoka zamocowano całą skórę, co znacznie zwiększyło szczelność wewnątrz cylindra parowego. Ta maszyna była również parowo-atmosferyczna (woda unosiła się z kopalni pod ciśnieniem atmosferycznym). Głównymi wadami wynalazku były jego masywność i nieefektywność: maszyna „zjadła” ogromną ilość węgla. Przyniosło to jednak znacznie więcej korzyści niż wynalezienie Papena. Dlatego jest używany w lochach i kopalniach od prawie pięćdziesięciu lat. Służyła do wypompowywania wód gruntowych, a także do suszenia statków. próbował przerobić swój samochód tak, aby można go było używać do ruchu drogowego. Jednak wszystkie jego próby zakończyły się niepowodzeniem.

Kolejnym naukowcem, który się zadeklarował, był D. Hull z Anglii. W 1736 roku przedstawił światu swój wynalazek: maszynę parowo-atmosferyczną, której napędem były koła łopatkowe. Jego rozwój był bardziej udany niż Papin. Natychmiast zwolniono kilka takich statków. Wykorzystywano je głównie do holowania barek, statków i innych jednostek pływających. Jednak niezawodność maszyny parowo-atmosferycznej nie budziła zaufania, a statki były wyposażone w żagle jako główny napęd.

I chociaż Hull miał więcej szczęścia niż Papen, jego wynalazki stopniowo traciły na znaczeniu i zostały porzucone. Jednak ówczesne maszyny parowo-atmosferyczne miały wiele specyficznych wad.

Historia powstania silnika parowego w Rosji

Kolejny przełom nastąpił w Imperium Rosyjskim. W 1766 roku w zakładach metalurgicznych w Barnauł powstała pierwsza maszyna parowa, która za pomocą specjalnych dmuchaw dostarczała powietrze do pieców topialnych. Jego twórcą był Iwan Iwanowicz Połzunow, który za zasługi dla ojczyzny otrzymał nawet stopień oficerski. Wynalazca przedstawił swoim przełożonym rysunki i plany „ognistej maszyny” zdolnej do napędzania miechów.

Jednak los spłatał Połzunowowi okrutny żart: siedem lat po zaakceptowaniu jego projektu i zmontowaniu samochodu zachorował i zmarł na suchoty – zaledwie tydzień przed rozpoczęciem testów jego silnika. Jednak jego instrukcje wystarczyły, aby uruchomić silnik.

Tak więc 7 sierpnia 1766 r. Uruchomiono i poddano obciążeniu silnik parowy Polzunowa. Jednak w listopadzie tego samego roku się zepsuł. Przyczyną okazały się zbyt cienkie ścianki kotła, nieprzeznaczone do załadunku. Ponadto wynalazca napisał w swojej instrukcji, że kocioł ten może być używany tylko podczas testów. Produkcja nowego kotła z łatwością się opłaciła, ponieważ sprawność maszyny parowej Polzunowa była dodatnia. Przez 1023 godziny pracy wytopiono z jego pomocą ponad 14 funtów srebra!

Ale mimo to nikt nie zaczął naprawiać mechanizmu. Parowóz Polzunowa przez ponad 15 lat zbierał kurz w magazynie, podczas gdy świat przemysłu nie stał w miejscu i rozwijał się. A potem został całkowicie rozebrany na części. Najwyraźniej w tym momencie Rosja nie dorosła jeszcze do silników parowych.

Wymagania czasu

Tymczasem życie nie stanęło w miejscu. A ludzkość nieustannie myślała o stworzeniu mechanizmu, który pozwoliłby nie polegać na kapryśnej naturze, ale kontrolować sam los. Każdy chciał jak najszybciej opuścić żagiel. Dlatego kwestia stworzenia mechanizmu parowego ciągle wisiała w powietrzu. W 1753 r. ogłoszono w Paryżu zawody rzemieślników, naukowców i wynalazców. Akademia Nauk ogłosiła nagrodę dla tych, którzy potrafią stworzyć mechanizm, który może zastąpić siłę wiatru. Ale mimo że w konkursie brały udział takie umysły jak L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix i inni, nikt nie złożył sensownej propozycji.

Mijały lata. A rewolucja przemysłowa obejmowała coraz więcej krajów. Wyższość i przywództwo wśród innych mocarstw niezmiennie przypadło Anglii. Pod koniec XVIII wieku to Wielka Brytania stała się twórcą wielkiego przemysłu, dzięki czemu zdobyła tytuł światowego monopolisty w tej branży. Kwestia silnika mechanicznego z każdym dniem stawała się coraz bardziej aktualna. I taki silnik powstał.

Pierwsza maszyna parowa na świecie

Rok 1784 był dla Anglii i całego świata punktem zwrotnym w rewolucji przemysłowej. Odpowiedzialnym za to był angielski mechanik James Watt. Stworzony przez niego silnik parowy był największym odkryciem stulecia.

Przez kilka lat studiował rysunki, budowę i zasady działania maszyn parowo-atmosferycznych. I na tej podstawie doszedł do wniosku, że dla sprawności silnika konieczne jest wyrównanie temperatur wody w cylindrze i pary, która dostaje się do mechanizmu. Główną wadą maszyn parowo-atmosferycznych była ciągła potrzeba chłodzenia cylindra wodą. Było to kosztowne i niewygodne.

Nowy silnik parowy został zaprojektowany inaczej. Tak więc cylinder został zamknięty w specjalnym płaszczu parowym. W ten sposób Watt osiągnął swój stały stan rozgrzania. Wynalazca stworzył specjalne naczynie zanurzone w zimnej wodzie (skraplacz). Cylinder był do niego przymocowany rurą. Kiedy para wyczerpała się w cylindrze, dostała się rurą do skraplacza i tam ponownie zamieniła się w wodę. Pracując nad ulepszeniem swojej maszyny, Watt wytworzył próżnię w skraplaczu. W ten sposób cała para pochodząca z cylindra skondensowała się w nim. Dzięki tej innowacji znacznie przyspieszono proces rozprężania pary, co z kolei umożliwiło wydobycie znacznie większej ilości energii z tej samej ilości pary. To był szczyt sukcesu.

Twórca maszyny parowej zmienił także zasadę dopływu powietrza. Teraz para najpierw opadała pod tłok, podnosząc go, a następnie zbierała się nad tłokiem, obniżając go. W ten sposób oba skoki tłoka w mechanizmie zaczęły działać, co wcześniej nie było nawet możliwe. A zużycie węgla na moc było cztery razy mniejsze niż odpowiednio w przypadku maszyn parowo-atmosferycznych, co starał się osiągnąć James Watt. Parowóz bardzo szybko podbił najpierw Wielką Brytanię, a potem cały świat.

„Charlotte Dundas”

Po tym, jak cały świat był zdumiony wynalazkiem Jamesa Watta, rozpoczęło się powszechne stosowanie silników parowych. Tak więc w 1802 roku w Anglii pojawił się pierwszy statek dla pary - łódź Charlotte Dundas. Jego twórcą jest William Symington. Łódź była używana jako holowanie barek wzdłuż kanału. Rolę napędu na statku pełniło koło łopatkowe zamontowane na rufie. Łódź pomyślnie przeszła testy za pierwszym razem: holowała dwie ogromne barki 18 mil w sześć godzin. W tym samym czasie przeciwny wiatr bardzo mu przeszkadzał. Ale dał radę.

A jednak wstrzymali się z tym, bo obawiali się, że z powodu silnych fal, które powstały pod kołem łopatkowym, brzegi kanału zostaną podmyte. Nawiasem mówiąc, w teście „Charlotte” uczestniczył człowiek, którego cały świat uważa dziś za twórcę pierwszego parowca.

na świecie

Angielski stoczniowiec od młodości marzył o statku z silnikiem parowym. A teraz jego marzenie się spełniło. W końcu wynalezienie silników parowych było nowym impulsem w przemyśle stoczniowym. Wraz z wysłannikiem z Ameryki R. Livingstonem, który przejął merytoryczną stronę sprawy, Fulton podjął projekt statku z silnikiem parowym. Był to złożony wynalazek oparty na pomyśle poruszającego się wiosła. Wzdłuż burt statku rozciągnięte w rzędzie płyty imitujące wiele wioseł. W tym samym czasie płyty od czasu do czasu kolidowały ze sobą i pękały. Dziś śmiało można powiedzieć, że ten sam efekt można osiągnąć za pomocą zaledwie trzech, czterech płytek. Ale z punktu widzenia ówczesnej nauki i techniki było to nierealne. Dlatego stoczniowcy mieli znacznie trudniej.

W 1803 roku wynalazek Fultona został przedstawiony światu. Parowiec poruszał się powoli i równomiernie po Sekwanie, uderzając w umysły i wyobraźnię wielu naukowców i osobistości w Paryżu. Jednak rząd napoleoński odrzucił projekt, a niezadowoleni stoczniowcy zostali zmuszeni do szukania szczęścia w Ameryce.

A w sierpniu 1807 roku pierwszy na świecie parowiec o nazwie Claremont, w którym zastosowano najpotężniejszy silnik parowy (na zdjęciu), popłynął wzdłuż Zatoki Hudsona. Wielu wtedy po prostu nie wierzyło w sukces.

Claremont wyruszył w swój dziewiczy rejs bez ładunku i pasażerów. Nikt nie chciał podróżować na pokładzie ziejącego ogniem statku. Ale już w drodze powrotnej pojawił się pierwszy pasażer - miejscowy rolnik, który zapłacił sześć dolarów za bilet. Został pierwszym pasażerem w historii firmy przewozowej. Fulton był tak poruszony, że dał śmiałkowi dożywotnią darmową przejażdżkę wszystkimi swoimi wynalazkami.

Silnik parowy w całej swojej historii miał wiele odmian wykonania w metalu. Jednym z tych wcieleń był parowy silnik rotacyjny inżyniera mechanika N.N. Twerskoj. Ten parowy silnik rotacyjny (silnik parowy) był aktywnie wykorzystywany w różnych dziedzinach techniki i transportu. W rosyjskiej tradycji technicznej XIX wieku taki silnik rotacyjny nazywano maszyną rotacyjną. Silnik wyróżniał się trwałością, wydajnością i wysokim momentem obrotowym. Ale wraz z pojawieniem się turbin parowych zapomniano o tym. Poniżej znajdują się materiały archiwalne podniesione przez autora tej strony. Materiały są bardzo obszerne, dlatego na razie prezentujemy tylko ich część.

Próbne przewijanie sprężonym powietrzem (3,5 atm) parowego silnika rotacyjnego.
Model przeznaczony jest do 10 kW mocy przy 1500 obr./min przy ciśnieniu pary 28-30 atm.

Pod koniec XIX wieku zapomniano o silnikach parowych - „silnikach obrotowych N. Tverskoya”, ponieważ silniki parowe tłokowe okazały się prostsze i bardziej zaawansowane technologicznie w produkcji (dla ówczesnego przemysłu), a turbiny parowe dawały większą moc .
Ale uwaga dotycząca turbin parowych jest prawdziwa tylko w ich dużej masie i gabarytach. Rzeczywiście, o mocy ponad 1,5-2 tysięcy kW, wielocylindrowe turbiny parowe przewyższają pod każdym względem parowe silniki obrotowe, nawet przy wysokich kosztach turbin. A na początku XX wieku, kiedy elektrownie okrętowe i jednostki napędowe elektrowni zaczęły mieć moc dziesiątek tysięcy kilowatów, wtedy tylko turbiny mogły zapewnić takie możliwości.

ALE - turbiny parowe mają jeszcze jedną wadę. Podczas zmniejszania ich parametrów masowo-wymiarowych charakterystyki pracy turbin parowych gwałtownie się pogarszają. Moc właściwa jest znacznie zmniejszona, wydajność spada, podczas gdy wysokie koszty produkcji i wysokie obroty wału głównego (konieczność przekładni) pozostają. Dlatego – w zakresie mocy poniżej 1,5 tys. kW (1,5 MW) znalezienie turbiny parowej sprawnej pod każdym względem, nawet za niemałe pieniądze, jest prawie niemożliwe…

Dlatego w tym zakresie mocy pojawił się cały „bukiet” egzotycznych i mało znanych wzorów. Ale najczęściej równie drogie i nieefektywne... Turbiny śrubowe, turbiny Tesli, turbiny osiowe i tak dalej.
Ale z jakiegoś powodu wszyscy zapomnieli o parowych „maszynach rotacyjnych” - obrotowych silnikach parowych. Tymczasem te parowozy są wielokrotnie tańsze niż jakiekolwiek mechanizmy łopatkowe i śrubowe (mówię to ze znajomością tematu, jako osoba która za własne pieniądze wyprodukowała już kilkanaście takich maszyn). Jednocześnie parowe „maszyny rotacyjne N. Tverskoya” mają potężny moment obrotowy od najmniejszych obrotów, mają średnią częstotliwość obrotów wału głównego przy pełnych obrotach od 1000 do 3000 obr./min. Te. takie maszyny, nawet do generatora elektrycznego, nawet do wagonu parowego (samochodu ciężarowego, ciągnika, ciągnika) - nie będą wymagały skrzyni biegów, sprzęgła itp., ale będą bezpośrednio połączone swoim wałem z dynamem, kołami wagon parowy itp.
Tak więc, w postaci parowego silnika rotacyjnego - systemu „N. Tversky rotacyjnego silnika”, mamy uniwersalny silnik parowy, który doskonale wytworzy energię elektryczną z kotła na paliwo stałe w odległej wiosce leśnej lub tajgi, na obozie polowym lub wytwarzać energię elektryczną w kotłowni wiejskiej osady lub „kręcić” na odpadach ciepła technologicznego (gorącego powietrza) w cegielni, odlewni itp., itp.
Wszystkie takie źródła ciepła mają po prostu moc mniejszą niż 1 mW, dlatego konwencjonalne turbiny są tu mało przydatne. A inne urządzenia do odzyskiwania ciepła przez przekształcanie ciśnienia powstającej pary w działanie nie są jeszcze znane w ogólnej praktyce technicznej. Ciepło to nie jest więc w żaden sposób wykorzystywane - po prostu jest bezmyślnie i bezpowrotnie tracone.
Stworzyłem już „parową maszynę rotacyjną” do napędzania generatora elektrycznego o mocy 3,5 - 5 kW (w zależności od ciśnienia w parze), jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, wkrótce powstanie maszyna o mocy 25 i 40 kW. Dokładnie to, co jest potrzebne, aby zapewnić tanią energię elektryczną z kotła na paliwo stałe lub ciepło odpadowe przemysłowe do wiejskiej posiadłości, małego gospodarstwa, obozu polowego itp., itp.
W zasadzie silniki rotacyjne skalują się dobrze w górę, dlatego montując wiele sekcji wirnika na jednym wale, łatwo jest zwielokrotnić moc takich maszyn, po prostu zwiększając liczbę standardowych modułów wirnika. Oznacza to, że całkiem możliwe jest tworzenie parowych maszyn rotacyjnych o mocy 80-160-240-320 kW lub więcej ...

Ale oprócz średnich i stosunkowo dużych elektrowni parowych, obwody parowe z małymi parowymi silnikami rotacyjnymi będą również poszukiwane w małych elektrowniach.
Na przykład jednym z moich wynalazków jest „Kempingowo-turystyczny generator elektryczny na lokalne paliwo stałe”.
Poniżej film, na którym testowany jest uproszczony prototyp takiego urządzenia.
Ale mały silnik parowy już wesoło i energicznie kręci swoim generatorem elektrycznym i wytwarza prąd z drewna i innego paliwa pastwiskowego.

Głównym kierunkiem komercyjnego i technicznego zastosowania parowych silników rotacyjnych (rotacyjnych silników parowych) jest wytwarzanie taniej energii elektrycznej przy wykorzystaniu taniego paliwa stałego i odpadów palnych. Te. mała moc - rozproszona generacja energii na parowych silnikach rotacyjnych. Wyobraź sobie, jak obrotowy silnik parowy idealnie wpasuje się w schemat działania tartaku-tartaku, gdzieś na północy Rosji lub na Syberii (Daleki Wschód), gdzie nie ma centralnego zasilania, prąd dostarczany jest przez generator diesla na dieslu paliwo sprowadzane z daleka. Ale sam tartak produkuje co najmniej pół tony zrębków-trocin dziennie - krakacz, który nie ma dokąd pójść ...

Takie odpady drzewne to bezpośrednia droga do paleniska kotła, kocioł daje parę pod wysokim ciśnieniem, para napędza obrotowy silnik parowy, który obraca generator elektryczny.

W ten sam sposób można spalić miliony ton odpadów rolniczych, nieograniczoną objętościowo i tak dalej. Jest też tani torf, tani węgiel energetyczny i tak dalej. Autor strony obliczył, że koszt paliwa do wytworzenia energii elektrycznej przez małą elektrownię parową (silnik parowy) z parowym silnikiem rotacyjnym o mocy 500 kW wyniesie od 0,8 do 1,

2 ruble za kilowat.

Innym ciekawym zastosowaniem parowej maszyny rotacyjnej jest instalacja takiej maszyny parowej na wagonie parowym. Ciężarówka to parowóz ciągnikowy, dysponujący dużym momentem obrotowym i zasilany tanim paliwem stałym - bardzo potrzebny parowóz w rolnictwie i leśnictwie. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych technologii i materiałów, a także zastosowaniu „organicznego obiegu Rankine'a” w obiegu termodynamicznym możliwe będzie doprowadzenie efektywnej sprawności do 26-28% na tanim paliwie stałym (lub niedrogim płynie, jak „olej opałowy” lub zużyty olej silnikowy). Te. ciężarówka - ciągnik z silnikiem parowym

i obrotowy silnik parowy o mocy około 100 kW, zużyje około 25-28 kg węgla energetycznego na 100 km (koszt 5-6 rubli za kg) lub około 40-45 kg zrębków trocinowych (których cena w Północ jest zabrana za darmo) ...

Istnieje wiele innych interesujących i obiecujących zastosowań obrotowego silnika parowego, ale rozmiar tej strony nie pozwala nam szczegółowo omówić ich wszystkich. Dzięki temu maszyna parowa może nadal zajmować bardzo poczesne miejsce w wielu dziedzinach nowoczesnej techniki oraz w wielu gałęziach gospodarki narodowej.

URUCHOMIENIA EKSPERYMENTALNEGO MODELU PAROWEGO GENERATORA ELEKTRYCZNEGO Z SILNIKIEM PAROWYM

Maj -2018 Po długich eksperymentach i prototypach powstał mały kocioł wysokociśnieniowy. Kocioł jest pod ciśnieniem do 80 atmosfer, więc bez trudu utrzyma ciśnienie robocze na poziomie 40-60 atmosfer. Został on uruchomiony wraz z eksperymentalnym modelem silnika parowego osiowo-tłokowego własnej konstrukcji. Działa świetnie - obejrzyj wideo. Po 12-14 minutach od zapłonu na drewnie jest gotowy do podania pary pod wysokim ciśnieniem.

Teraz zaczynam przygotowywać się do produkcji jednostkowej takich instalacji - kocioł wysokociśnieniowy, silnik parowy (tłok obrotowy lub osiowy), skraplacz. Bloki pracować będą w obiegu zamkniętym z obiegiem „woda-para-kondensat”.

Zapotrzebowanie na takie generatory jest bardzo duże, ponieważ 60% terytorium Rosji nie ma centralnego zasilania i opiera się na wytwarzaniu oleju napędowego. A cena oleju napędowego cały czas rośnie i osiągnęła już 41-42 rubli za litr. Tak, a tam, gdzie jest prąd, koncerny energetyczne podnoszą taryfy i potrzebują dużo pieniędzy na podłączenie nowych mocy.

W świadomości większości ludzi w dobie smartfonów samochody napędzane parą to coś archaicznego, co wywołuje uśmiech. Parowe karty historii motoryzacji były bardzo jasne i bez nich trudno w ogóle wyobrazić sobie współczesny transport. Bez względu na to, jak bardzo sceptycy z prawodawstwa, a także lobbyści naftowi z różnych krajów, próbowali ograniczyć rozwój samochodu dla pary, udało im się to tylko na chwilę. W końcu samochód parowy jest jak Sfinks. Idea samochodu dla pary (czyli na silniku spalinowym) jest aktualna do dziś.

W świadomości większości ludzi w dobie smartfonów samochody napędzane parą to coś archaicznego, co wywołuje uśmiech.

Tak więc w 1865 roku w Anglii wprowadzono zakaz poruszania się szybkich samobieżnych wagonów parowych. Zabroniono im poruszać się po mieście z prędkością większą niż 3 km/h i nie wypuszczać kłębów pary, aby nie spłoszyć koni zaprzężonych w zwykłe powozy. Najpoważniejszym i najbardziej odczuwalnym ciosem dla parowców już w 1933 roku była ustawa o podatku od pojazdów ciężkich. Dopiero w 1934 r., kiedy obniżono cła na import produktów ropopochodnych, na horyzoncie zarysowało się zwycięstwo silników benzynowych i wysokoprężnych nad parowozami.

Tylko w Anglii mogli sobie pozwolić na szydzenie z postępu w tak elegancki i bezlitosny sposób. W USA, Francji, Włoszech środowisko wynalazców-entuzjastów dosłownie kipiało pomysłami, a samochód parowy nabrał nowych kształtów i cech. Chociaż brytyjscy wynalazcy wnieśli znaczący wkład w rozwój pojazdów parowych, prawa i uprzedzenia władz nie pozwoliły im w pełni uczestniczyć w walce z silnikiem spalinowym. Ale porozmawiajmy o wszystkim w porządku.

Prehistoryczne odniesienie

Historia rozwoju samochodu parowego jest nierozerwalnie związana z historią powstania i udoskonalenia silnika parowego. Kiedy w I wieku n.e. mi. Heron z Aleksandrii zaproponował swój pomysł wprawienia pary w obrót metalowej kulki, jego pomysł potraktowano jako zabawę. Czy inne pomysły były bardziej ekscytujące dla wynalazców, ale pierwszym, który postawił kocioł parowy na kołach, był mnich Ferdinand Verbst. w 1672 r. Jego „zabawkę” traktowano również jako zabawę. Ale następne czterdzieści lat nie poszło na marne dla historii maszyny parowej.

Projekt samobieżnego powozu autorstwa Isaaca Newtona (1680), aparat strażacki mechanika Thomasa Savery'ego (1698) i aparat atmosferyczny Thomasa Newcomena (1712) pokazały ogromny potencjał wykorzystania pary do wykonywania prac mechanicznych. Początkowo maszyny parowe wypompowywały wodę z kopalń i podnosiły ładunki, ale w połowie XVIII wieku w przedsiębiorstwach Anglii było już kilkaset takich parowozów.

Co to jest silnik parowy? Jak para może poruszać kołami? Zasada działania silnika parowego jest prosta. Woda jest podgrzewana w zamkniętym zbiorniku do stanu pary. Para jest odprowadzana rurami do zamkniętego cylindra i wyciska tłok. Poprzez pośredni korbowód ten ruch translacyjny jest przenoszony na wałek koła zamachowego.

Ten schematyczny schemat działania kotła parowego w praktyce miał istotne wady.

Pierwsza porcja pary buchała pałkami, a schłodzony tłok pod własnym ciężarem opadał do następnego cyklu. Ten schematyczny schemat działania kotła parowego w praktyce miał istotne wady. Brak systemu kontroli ciśnienia pary często prowadził do wybuchu kotła. Doprowadzenie kotła do stanu roboczego zajęło dużo czasu i paliwa. Ciągłe tankowanie i gigantyczne rozmiary elektrowni parowej tylko powiększały listę jej wad.

Nowa maszyna została zaproponowana przez Jamesa Watta w 1765 roku. Skierował parę wyciskaną przez tłok do dodatkowej komory kondensacyjnej i wyeliminował konieczność ciągłego dolewania wody do bojlera. Wreszcie w 1784 roku rozwiązał problem redystrybucji ruchu pary tak, aby popychała ona tłok w obu kierunkach. Dzięki stworzonej przez niego szpuli silnik parowy mógł pracować bez przerw między cyklami. Ta zasada dwustronnego działania silnika cieplnego stanowiła podstawę większości technologii parowych.

Nad stworzeniem silników parowych pracowało wielu mądrych ludzi. W końcu to prosty i tani sposób na uzyskanie energii praktycznie z niczego.

Mała dygresja do historii samochodów napędzanych parą

Jednak bez względu na to, jak wielkie były sukcesy Brytyjczyków w regionie, pierwszym, który umieścił silnik parowy na kołach, był Francuz Nicolas Joseph Cugno.

Pierwszy samochód parowy Cugno

Jego samochód pojawił się na drogach w 1765 roku. Prędkość wózka była rekordowa - 9,5 km / h. Wynalazca przewidział w nim cztery siedzenia dla pasażerów, których można było przetaczać na wietrze ze średnią prędkością 3,5 km/h. Ten sukces wydawał się wynalazcy za mało.

Konieczność zatrzymywania się na tankowanie wody i rozpalanie nowego ognia co kilometr drogi nie była znaczącą wadą, a jedynie ówczesnym poziomem techniki.

Postanowił wynaleźć traktor do broni. Tak narodził się trójkołowy wóz z masywnym kociołkiem z przodu. Konieczność zatrzymywania się na tankowanie wody i rozpalanie nowego ognia co kilometr drogi nie była znaczącą wadą, a jedynie ówczesnym poziomem techniki.

Kolejny model Cugno z 1770 roku ważył około półtora tony. Nowy wózek mógł przewozić około dwóch ton ładunku z prędkością 7 km/h.

Maestro Cugno był bardziej zainteresowany pomysłem stworzenia wysokociśnieniowej maszyny parowej. Nie był nawet zawstydzony faktem, że kocioł może eksplodować. To właśnie Cugno wpadł na pomysł umieszczenia paleniska pod kotłem i zabrania ze sobą „ogniska”. Ponadto jego „wózek” można słusznie nazwać pierwszą ciężarówką. Rezygnacja patrona i seria rewolucji nie pozwoliły mistrzowi rozwinąć modelu do pełnoprawnej ciężarówki.

Samouk Oliver Evans i jego płaz

Pomysł stworzenia parowozów miał uniwersalne rozmiary. W stanach Ameryki Północnej wynalazca Oliver Evans stworzył około pięćdziesięciu elektrowni parowych opartych na maszynie Watta. Próbując zmniejszyć wymiary instalacji Jamesa Watta, zaprojektował silniki parowe dla młynów. Jednak Oliver Evans zyskał światową sławę dzięki swojemu amfibii parowozu. W 1789 roku jego pierwszy samochód w Stanach Zjednoczonych pomyślnie przeszedł testy na lądzie i wodzie.

Na swoim płazie, który można nazwać prototypem pojazdów terenowych, Evans zainstalował maszynę o ciśnieniu pary wynoszącym dziesięć atmosfer!

Dziewięciometrowa łódź samochodowa ważyła około 15 ton. Silnik parowy napędzał tylne koła i śmigło. Nawiasem mówiąc, Oliver Evans był także zwolennikiem stworzenia wysokociśnieniowego silnika parowego. Na swoim płazie, który można nazwać prototypem pojazdów terenowych, Evans zainstalował maszynę o ciśnieniu pary wynoszącym dziesięć atmosfer!

Gdyby wynalazcy XVIII i XIX wieku mieli na wyciągnięcie ręki technologię XXI wieku, wyobrażasz sobie, ile technologii by wymyślili!? I jaka technologia!

XX wieku i 204 km/h na wagonie parowym Stanley

Tak! Wiek XVIII dał potężny impuls do rozwoju transportu parowego. Liczne i różnorodne konstrukcje samojezdnych wozów parowych zaczęły coraz bardziej rozrzedzać pojazdy konne na drogach Europy i Ameryki. Na początku XX wieku samochody napędzane parą znacznie się rozpowszechniły i stały się znanym symbolem swoich czasów. Podobnie jak fotografia.

Wiek XVIII dał potężny impuls do rozwoju transportu parowego

To właśnie ich firmę fotograficzną sprzedali bracia Stanley, gdy w 1897 roku postanowili poważnie zająć się produkcją parowozów w Stanach Zjednoczonych. Stworzyli dobrze sprzedające się samochody parowe. Ale to nie wystarczyło, aby spełnić ich ambitne plany. W końcu byli tylko jednym z wielu takich producentów samochodów. Tak było, dopóki nie zaprojektowali swojej „rakiety”.

To właśnie ich firmę fotograficzną sprzedali bracia Stanley, gdy w 1897 roku postanowili poważnie zająć się produkcją parowozów w Stanach Zjednoczonych.

Oczywiście samochody Stanleya miały reputację niezawodnych samochodów. Agregat parowy umieszczono z tyłu, a kocioł ogrzewano palnikami na benzynę lub naftę. Koło zamachowe dwucylindrowego silnika parowego dwustronnego działania obraca się na tylną oś za pomocą napędu łańcuchowego. W Stanley Steamer nie było przypadków wybuchów kotłów. Ale potrzebowali plusku.

Oczywiście samochody Stanleya miały reputację niezawodnych samochodów.

Swoją „rakietą” zrobili furorę na całym świecie. 205,4 km/h w 1906 roku! Nikt nie odszedł tak szybko! Samochód z silnikiem spalinowym pobił ten rekord dopiero 5 lat później. Napędzany parą sklejka Stanley „Rocket” zdefiniował kształt samochodów wyścigowych na wiele lat. Ale po 1917 roku Stanley Steamer coraz bardziej doświadczał konkurencji ze strony taniego Forda T i przeszedł na emeryturę.

Unikalne samochody parowe braci Doble

Ta słynna rodzina była w stanie zapewnić przyzwoitą odporność silnikom benzynowym aż do początku lat 30. XX wieku. Nie budowali samochodów dla rekordów. Bracia naprawdę kochali swoje samochody parowe. W przeciwnym razie, jak inaczej wytłumaczyć wymyśloną przez nich chłodnicę o strukturze plastra miodu i przycisk zapłonu? Ich modele nie przypominały małych lokomotyw.

Bracia Abner i John zrewolucjonizowali transport parowy.

Bracia Abner i John zrewolucjonizowali transport parowy. Aby ruszyć, jego samochód nie musiał się rozgrzewać przez 10–20 minut. Przycisk zapłonu pompował naftę z gaźnika do komory spalania. Dotarł tam po zapaleniu świecą żarową. Woda nagrzała się w ciągu kilku sekund, a po półtorej minuty para wytworzyła niezbędne ciśnienie i można było iść.

Para wylotowa kierowana była do chłodnicy w celu skraplania i przygotowania do kolejnych cykli. Dlatego do płynnego przebiegu 2000 km samochody Doble potrzebowały tylko dziewięćdziesięciu litrów wody w układzie i kilku litrów nafty. Nikt nie mógł zaoferować takiej rentowności! Być może to na Detroit Auto Show w 1917 roku Stanley poznał model Doble Brothers i zaczął wycofywać ich produkcję.

Model E stał się najbardziej luksusowym samochodem drugiej połowy lat 20. i najnowszą wersją parowozu Doble. Skórzane wnętrze, polerowane elementy z drewna i słoniowej kości zachwycały zamożnych właścicieli wewnątrz auta. W takiej kabinie można było cieszyć się przebiegiem przy prędkościach dochodzących do 160 km/h. Tylko 25 sekund dzieliło moment zapłonu od momentu startu. Samochód o masie 1,2 tony potrzebował kolejnych 10 sekund na rozpędzenie się do 120 km/h!

Wszystkie te wysokie prędkości zostały zawarte w czterocylindrowym silniku. Dwa tłoki zostały wypchnięte przez parę pod wysokim ciśnieniem 140 atmosfer, a pozostałe dwa wysłały schłodzoną parę niskociśnieniową do skraplacza-chłodnicy o strukturze plastra miodu. Ale w pierwszej połowie lat 30. te piękności braci Doble przestały być produkowane.

Ciężarówki parowe

Nie należy jednak zapominać, że w transporcie towarowym szybko rozwinęła się trakcja parowa. To właśnie w miastach samochody parowe wywoływały alergie wśród snobów. Ale towar musi być dostarczony przy każdej pogodzie i to nie tylko w mieście. A co z autobusami międzymiastowymi i sprzętem wojskowym? Nie można tam wysiąść małymi samochodami.

Transport towarowy ma jedną istotną przewagę nad samochodami osobowymi – są to jego gabaryty.

Transport towarowy ma jedną istotną przewagę nad samochodami osobowymi – są to jego gabaryty. Pozwalają na umieszczenie potężnych elektrowni w dowolnym miejscu w samochodzie. Co więcej, zwiększy to tylko nośność i przepustowość. A na to, jak będzie wyglądać ciężarówka, nie zawsze zwraca się uwagę.

Wśród ciężarówek parowych chciałbym wyróżnić angielski Sentinel i radziecki NAMI. Oczywiście było wielu innych, takich jak Foden, Fowler, Yorkshire. Ale to Sentinel i NAMI okazały się najbardziej wytrwałe i były produkowane do końca lat 50. ubiegłego wieku. Mogły być zasilane dowolnym paliwem stałym - węglem, drewnem, torfem. Wszystkożerny charakter tych parowych parowozów uniezależnił je od wpływu cen ropy, a także pozwolił na użycie ich w trudno dostępnych miejscach.

Pracoholik Santinel z angielskim akcentem

Te dwie ciężarówki różnią się nie tylko krajem produkcji. Inne były też zasady lokalizacji wytwornic pary. Strażnicy charakteryzują się górnym i dolnym układem silników parowych względem kotła. W górnym położeniu wytwornica pary dostarczała gorącą parę bezpośrednio do komory silnika, która była połączona z mostkami systemem wałów kardana. Przy niższym położeniu silnika parowego, czyli na podwoziu, kocioł podgrzewał wodę i doprowadzał rurami parę do silnika, co gwarantowało straty temperatury.

Strażnicy charakteryzują się górnym i dolnym układem silników parowych względem kotła.

Obecność przekładni łańcuchowej z koła zamachowego silnika parowego do kardanów była typowa dla obu typów. Pozwoliło to projektantom ujednolicić produkcję Sentineli w zależności od klienta. Dla gorących krajów, takich jak Indie, produkowano ciężarówki parowe z niższym, oddzielnym układem kotła i silnika. Dla krajów z mroźnymi zimami - z górnym, kombinowanym typem.

Dla gorących krajów, takich jak Indie, produkowano ciężarówki parowe z niższym, oddzielnym układem kotła i silnika.

W tych ciężarówkach zastosowano wiele sprawdzonych technologii. Suwaki i zawory dystrybucji pary, silniki jednostronnego i dwustronnego działania, wysokie lub niskie ciśnienie, z przekładnią lub bez. Nie przedłużyło to jednak życia angielskich parowozów. Choć były produkowane do końca lat 50. XX wieku, a nawet służyły w wojsku przed iw czasie II wojny światowej, nadal były masywne i nieco przypominały parowozy. A ponieważ nie było chętnych na ich kardynalną modernizację, ich los był przesądzony.

Choć były produkowane do końca lat 50. XX wieku, a nawet służyły w wojsku przed iw czasie II wojny światowej, nadal były masywne i nieco przypominały parowozy.

Komu co, a nam - USA

Aby ożywić wyniszczoną wojną gospodarkę Związku Radzieckiego, należało znaleźć sposób na to, by nie marnować zasobów ropy, przynajmniej w trudno dostępnych miejscach – na północy kraju i na Syberii. Radzieccy inżynierowie mieli możliwość przestudiowania projektu Sentinela z czterocylindrowym silnikiem parowym bezpośredniego działania podwieszonego i opracowania własnej „odpowiedzi na Chamberlaina”.

W latach 30. rosyjskie instytuty i biura projektowe wielokrotnie podejmowały próby stworzenia alternatywnej ciężarówki dla przemysłu drzewnego.

W latach 30. rosyjskie instytuty i biura projektowe wielokrotnie podejmowały próby stworzenia alternatywnej ciężarówki dla przemysłu drzewnego. Ale za każdym razem sprawa zatrzymywała się na etapie testów. Wykorzystując własne doświadczenie i możliwość zbadania przechwyconych pojazdów parowych, inżynierom udało się przekonać kierownictwo kraju o potrzebie posiadania takiego parowozu. Ponadto benzyna kosztuje 24 razy więcej niż węgiel. A przy kosztach drewna opałowego w tajdze generalnie nie można o tym wspomnieć.

Grupa projektantów kierowana przez Yu Shebalina maksymalnie uprościła jednostkę parową jako całość. Połączyli czterocylindrowy silnik i kocioł w jedną jednostkę i umieścili ją między nadwoziem a kabiną. Umieściliśmy tę instalację na podwoziu seryjnego YaAZ (MAZ) -200. Praca pary i jej skraplanie zostały połączone w obiegu zamkniętym. Dostawy gąsek drzewnych z bunkra odbywały się automatycznie.

Tak narodził się NAMI-012, a raczej w terenowym lesie. Oczywiście zasada bunkrowego zasilania paliwem stałym i umiejscowienie silnika parowego na ciężarówce została zapożyczona z praktyki generatorów gazu.

Losy właściciela lasów - NAMI-012

Charakterystyka parowej domowej ciężarówki z platformą i przewoźnika drewna NAMI-012 była następująca

• Ładowność - 6 ton
• Prędkość - 45 kilometrów na godzinę
• Zasięg bez tankowania - 80 km, gdyby udało się odnowić dopływ wody, to 150 km
• Moment obrotowy przy niskich prędkościach - 240 kgm, czyli prawie 5 razy więcej niż podstawowy YaAZ-200
• Kocioł z naturalnym obiegiem wytworzył ciśnienie 25 atmosfer i doprowadził parę do temperatury 420 ° C
• Możliwe było uzupełnianie zapasów wody bezpośrednio ze zbiornika za pomocą eżektorów
• Całkowicie metalowa kabina nie miała maski i została wypchnięta do przodu
• Prędkość była kontrolowana przez ilość pary w silniku za pomocą dźwigni posuwu / odcięcia. Z jego pomocą butle zostały napełnione o 25/40/75%.
• Jeden bieg wsteczny i trzy pedały sterujące.

Poważnymi mankamentami parowozu było zużycie 400 kg drewna opałowego na 100 km torów oraz konieczność pozbycia się wody z kotła w czasie niskich temperatur.

Poważnymi mankamentami parowozu było zużycie 400 kg drewna opałowego na 100 km torów oraz konieczność pozbycia się wody z kotła w czasie niskich temperatur. Ale główną wadą, która występowała w pierwszej próbce, była słaba drożność w stanie nieobciążonym. Potem okazało się, że przednia oś była przeciążona kabiną i parownicą w porównaniu z tylną. Poradziliśmy sobie z tym zadaniem, instalując zmodernizowaną elektrownię parową na napędzie na wszystkie koła YaAZ-214. Teraz moc transportera drewna NAMI-018 została zwiększona do 125 koni mechanicznych.

Ale nie mając czasu na rozprzestrzenienie się po całym kraju, ciężarówki z generatorami pary zostały usunięte w drugiej połowie lat 50. ubiegłego wieku.

Ale nie mając czasu na rozprzestrzenienie się po całym kraju, ciężarówki z generatorami pary zostały usunięte w drugiej połowie lat 50. ubiegłego wieku. Jednak wraz z generatorami gazu. Ponieważ koszt konwersji samochodów, wpływ ekonomiczny i łatwość obsługi były pracochłonne i wątpliwe w porównaniu z samochodami benzynowymi i wysokoprężnymi. Co więcej, w tym czasie produkcja ropy naftowej była już w Związku Radzieckim.

Szybki i niedrogi nowoczesny samochód parowy

Nie myśl, że idea samochodu napędzanego parą została zapomniana na zawsze. Obecnie obserwuje się znaczny wzrost zainteresowania silnikami będącymi alternatywą dla silników spalinowych na benzynę i olej napędowy. Światowe rezerwy ropy naftowej nie są nieograniczone. Tak, a koszt produktów ropopochodnych stale rośnie. Projektanci tak bardzo starali się ulepszyć silnik spalinowy, że ich pomysły prawie się wyczerpały.

Samochody elektryczne, samochody napędzane wodorem, generatory gazu i samochody parowe znów stały się gorącymi tematami. Witaj zapomniany XIX wieku!

Obecnie obserwuje się znaczny wzrost zainteresowania silnikami będącymi alternatywą dla silników spalinowych na benzynę i olej napędowy.

Brytyjski inżynier (znów Anglia!) zademonstrował nowe możliwości silnika parowego. Stworzył swojego Inspuration nie tylko po to, by zademonstrować znaczenie samochodów napędzanych parą. Jego pomysł jest stworzony do rekordów. 274 km/h – taką prędkość rozpędza dwanaście kotłów zainstalowanych na 7,6-metrowym aucie. Wystarczy zaledwie 40 litrów wody, aby skroplony gaz w mgnieniu oka podniósł temperaturę pary do 400°C. Pomyśl tylko, 103 lata zajęło historii pobicie rekordu prędkości samochodu napędzanego parą, ustanowionego przez Rocket!

W nowoczesnym generatorze pary można stosować miał węglowy lub inne tanie paliwa, takie jak olej opałowy, gaz skroplony. Dlatego samochody parowe zawsze były i będą popularne.

Aby jednak nadeszła przyjazna dla środowiska przyszłość, konieczne jest ponowne pokonanie oporu lobbystów naftowych.

Natrafiłem na ciekawy artykuł w internecie.

"Amerykański wynalazca Robert Green opracował zupełnie nową technologię, która generuje energię kinetyczną poprzez przetwarzanie energii szczątkowej (a także innych paliw). Silniki parowe Greena są wzmocnione tłokami i przeznaczone do szerokiego zakresu praktycznych zastosowań."
To wszystko, nic więcej, nic mniej: zupełnie nowa technologia. Cóż, naturalnie zaczął szukać, próbując przeniknąć. Wszędzie jest napisane jedną z najbardziej unikalnych zalet tego silnika jest możliwość generowania mocy z energii resztkowej silników. Dokładniej, resztkową energię spalin silnika można przekształcić w energię kierowaną do pomp i układów chłodzenia jednostki. No i co z tego, jak rozumiem, użyć gazów spalinowych do zagotowania wody, a następnie zamienić parę w ruch. Jakie to jest potrzebne i tanie, bo... mimo, że ten silnik, jak to mówią, jest specjalnie zaprojektowany z minimalnej ilości części, to i tak sporo kosztuje i czy jest sens ogradzać ogród, tym bardziej zasadniczo nowy w tym wynalazku nie widzę. Wynaleziono już wiele mechanizmów przekształcania ruchu posuwisto-zwrotnego w ruch obrotowy. Na stronie autora model dwucylindrowy jest na sprzedaż w zasadzie nie drogi
tylko 46 dolarów.
Na stronie autora znajduje się film wykorzystujący energię słoneczną, jest też zdjęcie, na którym ktoś na łodzi używa tego silnika.
Ale w obu przypadkach wyraźnie nie jest to ciepło resztkowe. Krótko mówiąc, wątpię w niezawodność takiego silnika: „Łożyska kulkowe są jednocześnie wydrążonymi kanałami, przez które para jest dostarczana do cylindrów”. Jaka jest Twoja opinia, drodzy użytkownicy serwisu?
Artykuły w języku rosyjskim