1. Як властивості водяної пари використовує Паровий двигун
2. Де людина використовує властивості водяної пари?
3. Водяна пара в Історії парової машини

Властивості водяної пари залишаються сьогодні для людини основним джерелом енергії.

Прогрес в розробці електродвигунів і двигунів внутрішнього згоряння поступово привів поршневі парові двигуни до їх комерційного використання, а парові турбіни до панування в енергетиці.

Як властивості водяної пари використовує Паровий двигун

Властивості водяної пари , Які людина використовує в механізмах, називаються термодинамічними. Парова машина являє собою теплову машину, яка виконує механічну роботу, використовуючи водяну пару в якості робочої рідини. Сонячна, атомна і геотермальна енергетика також використовують водяну пару в якості робочого тіла.

Де людина використовує властивості водяної пари?

Є Парові двигуни зовнішнього згоряння, де робоча рідина існує окремо від продуктів згоряння. Вода перетворюється в пар в котлі і досягає високого тиску. За рахунок розширення поршня або турбіни виробляється механічна робота. Потім, при зниженні тиску, пар викидається в атмосферу або конденсується, і закачується назад в котел. Ідеальний термодинамічний цикл називається циклом Ренкіна.

Ідея використовувати киплячу воду, щоб зробити механічний рух, має дуже довгу історію, починається вона, приблизно, 2000 років тому. Ранні пристрою не виробляли електроенергії, але виробляли корисну потужність, і стали основним джерелом механічної енергії за останні 300 років, починаючи з додатків для видалення води з шахт з використанням вакуумної системи.

Наступні події дали широкий спектр в машинобудуванні, де водяна пара під тиском перетворюється в лінійне обертальний рух. Ці двигуни можуть бути розташовані в будь-якому місці, де водяні колеса або млина не могли бути використані. Примітно, що це джерело живлення пізніше буде застосовуватися до транспортних засобів, наприклад, для тракторів і залізничних локомотивів. Паровий двигун був одним з найважливіших компонентів промислової революції, забезпечуючи тягову силу для сучасного масового виробництва.

Сучасні парові турбіни виробляють близько 90% електроенергії в США, з використанням різних джерел тепла. У загальному розумінні, «парова машина», як термін, ставитися до виробництва пара. Двигун використовує енергію пари для механічної роботи.

паливо майбутнього

Водяна пара в Історії парової машини

Двигун aeolipile описує грецький математик Герон Олександрійський (перше століття до нашої ери). У наступні століття, кілька парових двигунів стали відомими, по суті, як експериментальні пристрої, що використовуються винахідниками, щоб продемонструвати властивості пара. Елементарна парова турбіна, як пристрій, була описана Таки аль-Дін у 1551 році і Джованні Бранка в 1629 році. Денис Папин, біженців гугенотів, втілив цю корисну ідею на паровому автоклаві в 1679 році, і вперше використав поршень в 1690 році.

Першим практичним паровим «двигуном» був водяний насос, розроблений 1698 р Томасом Savery. Він використовував вакуум, щоб підняти воду знизу, але використовував тиск пара, щоб підняти її вище. Малі двигуни були ефективними, а ось більш великі моделі стали проблематичними. Вони показали, що у них обмежена висота підйому, і вони були схильні до вибухів котлів.

Перший комерційно успішний двигун був - атмосферний двигун, винайдений Томасом Ньюкомена близько 1712 року. Це уможливило використання технологій Savery і Папен. Двигун Ньюкомена був відносно неефективним, і, в більшості випадків, використовувався для відкачування води. Він працював, створюючи частковий вакуум шляхом конденсації пара в циліндр. Він був використаний для зливу гірничих виробок на глибині, а також для забезпечення багаторазового водопостачання для приводу водяних коліс на заводах, розташованих далеко від відповідного джерела. гідрологічний цикл - вода закачувалася назад у водосховище вище колеса.

У 1720 році Яків Leupold побудував двоциліндровий двигун з високим тиском пари. Винахід було опубліковано в його основній роботі «театральних Machinarum Hydraulicarum». Двигун використовував два свинцево-зважений поршня, забезпечуючи постійний рух водяного насоса. Кожен поршень був піднятий тиском пари і повертався у вихідне положення під дією сили тяжіння. Два поршня мали загальний чотирьох ходовий поворотний клапан, який підключався безпосередньо до парового котла.

Jacob Leupold Паровий двигун 1720. Наступний важливий крок стався, коли Джеймс Уатт розробив (1763-75) поліпшену версію двигуна Ньюкомена, з окремим конденсатором. Двигун Уатта використовував на 75% менше вугілля, ніж Ньюкомена, і був, отже, набагато дешевше в експлуатації. У подальшій розробці свого двигуна, він, змінюючи його, забезпечив обертальний рух для водіння машини заводу. Це дозволило заводам бути розташованими далеко від річок, а в подальшому прискорити темпи промислової революції.

Ньюкомена і Уатта двигуни були «атмосферними», що означає, що вони використовували вакуум породжені конденсації пари, а не тиск розширення пара. Балони повинні були бути великими, так як використовувалася тільки сила, що діє на них атмосферного тиску. Пара використовується тільки для створення часткового вакууму, будучи конденсованих, він дозволяє атмосферному тиску повернути поршень у вихідне положення.

Близько 1800 р Річард Тревітік і окремо Олівер Еванс (1801) ввів двигун, що працюють під високим тиском пара. Вони були набагато могутніше, ніж попередні двигуни і був досить малими для транспортних додатків. Після цього, технологічні зміни та покращення в технології виготовлення (частково викликані прийняттям парової машини в якості джерела живлення), призвело до розробки більш економічних двигунів, які могли бути і менше, і швидше, і могутніше, в залежності від передбачуваного застосування.

Останній великий крок еволюції для парового двигуна був перехід від поршня до турбін, починаючи з ранніх років 20-го століття. Турбіни більш ефективні, ніж поршні, мають менше рухомих частин, а також забезпечують обертальний рух безпосередньо, а не через шатун системи або аналогічні засоби.

Зволожувачі повітря