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La storia del motore a vapore e la sua applicazione

L'invenzione dei motori a vapore è stato un punto di svolta nella storia del genere umano. Da qualche parte a cavallo dei secoli XVII-XVIII cominciò sostituendo inefficienti lavoro manuale, ruote idrauliche e mulini a vento su una completamente nuovo e unico meccanismi – motori a vapore. È grazie a loro è diventato possibile rivoluzione tecnico ed industriale, e l'intero progresso del genere umano.


Ma chi ha inventato il motore a vapore? Per l'umanità è costretta a? E quando è stato? Tutte queste domande e cerchiamo di trovare le risposte.

Prima della nostra era

La storia del motore a vapore risale al primo secolo aC. Geron Aleksandriysky ha descritto un meccanismo che ha iniziato a lavorare solo quando ha interessato le coppie. Il dispositivo è un palloncino, che sono stati fissati ugello. Dagli ugelli tangenzialmente su vapore, causando così la rotazione del motore. E 'stato il primo dispositivo che funziona col vapore.

Il creatore del motore a vapore (o meglio, una turbina) – Taqi al-Din (filosofo arabo, ingegnere e astronomo). La sua invenzione è stato ampiamente conosciuto in Egitto nel XVI secolo. Il meccanismo è stato disposto come segue: il flusso di vapore è diretto direttamente al meccanismo a palette, e quando il fumo fluttuava – lame ruotano. Qualcosa di simile nel 1629 e ha offerto l'ingegnere italiano Dzhovanni Branka. Lo svantaggio principale di queste invenzioni era troppo alto consumo di vapore, che a sua volta richiede una quantità enorme di energia e non era adeguata. Gli sviluppi sono stati sospesi dal momento che la conoscenza allora scientifica e tecnologica del genere umano non è stato sufficiente. Inoltre, la necessità di tali invenzioni completamente assenti.

disegno

la creazione del motore a vapore non era possibile fino al XVII secolo. Ma non appena il livello striscia di sviluppo umano tolto, poi c'erano i primi istanze e invenzione. Anche se sul serio che avevano in quel momento non ho preso. Ad esempio, nel 1663 lo scienziato inglese pubblicato sulla stampa progettare la sua invenzione, che ha fondato nel castello Raglan. Il suo dispositivo è utilizzato per sollevare le torri d'acqua sulle pareti. Tuttavia, come con tutti i nuovi e sconosciuti, questo progetto è stato accolto con dubbio, e gli sponsor per il suo ulteriore sviluppo non è stato.

La storia del motore a vapore inizia con l'invenzione macchina paroatmosfernoy. Nel 1681, uno scienziato francese Denis Papin inventato un dispositivo che pompa l'acqua dalle miniere. Come motore per la prima volta utilizzata la polvere, e poi è stato sostituito da vapore. Quindi ci paroatmosfernaya macchina. Un enorme contributo al miglioramento fatta dagli scienziati inglesi Tomas Nyukomen e Thomas Savery. prezioso aiuto ha anche autodidatta inventore russo Ivan Polzunov.

Un tentativo fallito Papen

Macchina Paroatmosfernaya, mentre lungi dall'essere perfetto, ha attirato l'attenzione particolare nel campo delle costruzioni navali. D. Papin loro ultimi risparmi spesi per l'acquisto di una piccola imbarcazione, che impegnata nella installazione di macchine di sollevamento acqua paroatmosfernoy propria produzione. Il meccanismo d'azione consiste nel fatto che, caduta dall'alto, l'acqua comincia a girare la ruota.

Le sue prove inventore condotte nel 1707 sul fiume Fulda. Molte persone si sono riunite per vedere il miracolo: Prendere la barca sul fiume senza vele e remi. Tuttavia, durante il test c'è stato un incidente: il motore è esploso e ucciso diverse persone. Le autorità sono arrabbiato con lo sfortunato inventore e lo banditi da qualsiasi lavoro e progetti. La nave è stata confiscata e distrutta, e Papen stesso morì pochi anni dopo.

errore

Il piroscafo Papen era il principio successivo. Nella parte inferiore del cilindro è stato necessario versare una piccola quantità di acqua. Di per sé situato cilindro girarrosto che serviva per riscaldare il liquido. Quando l'acqua inizia a bollire, il vapore è formata, estendendosi, pistone sollevata. Dallo spazio sopra il pistone attraverso una spinta valvola appositamente attrezzato. Dopo che l'acqua inizia a bollire e cadde vapore, è stato necessario rimuovere il braciere, per chiudere la valvola per eliminare l'aria, e per mezzo di acqua fredda per raffreddare la parete del cilindro. Attraverso tali coppie di azione, che era nel cilindro, condensati, è stato formato sotto vuoto pistone e la pressione atmosferica a causa della forza del pistone ritorna alla sua posizione originale. Durante il suo movimento verso il basso e svolgere un lavoro utile. Tuttavia, l'efficienza del motore a vapore Papin è stato negativo. motore nave era estremamente antieconomico. E, soprattutto, era troppo complicato e scomodo da usare. Pertanto, l'invenzione Papen aveva alcun futuro fin dall'inizio.

seguito

Tuttavia, la storia del motore a vapore non finì lì. Avanti, abbiamo una molto più successo di Papen, girato lo scienziato inglese Tomas Nyukomen. Ha studiato a lungo le opere dei loro predecessori, concentrandosi su punti deboli. Poi prese il meglio delle loro opere, create nel 1712 il suo staff. Il nuovo motore a vapore (foto indicata) è stato costruito come segue: cilindro utilizzato è in posizione verticale, e il pistone. Si Newcomen preso dal lavoro Papen. Tuttavia, le coppie formate in una pentola diversa. Attorno al pistone è fissato a pelle integrale, che ha aumentato significativamente la tenuta all'interno del cilindro vapore. Questa macchina ha anche paroatmosfernoy (acqua sollevata dalla miniera mediante pressione atmosferica). Lo svantaggio principale dell'invenzione sono stati sua ingombrante e antieconomico: la macchina "ate" una quantità enorme di carbone. Tuttavia, benefici apportati significativamente maggiore rispetto Papin invenzione. Pertanto, è utilizzato per quasi cinquant'anni nelle grotte e miniere. E 'stato utilizzato per il pompaggio di acque sotterranee, nonché per i veicoli di essiccazione. Tomas Nyukomen tentò di convertire la sua auto in modo da essere in grado di usarlo per il traffico. Tuttavia, tutti i suoi tentativi fallirono.

Il prossimo scienziato, è dichiarata diventato D. Hull dall'Inghilterra. Nel 1736 ha introdotto il mondo per la sua invenzione: Macchina paroatmosfernuyu, che come motore erano le giranti. Il suo sviluppo ha avuto più successo di quella di Papen. Immediatamente molti di questi vasi sono stati prodotti. Sono per lo più utilizzati per il trasporto chiatte, navi e altre imbarcazioni. Tuttavia, l'affidabilità della macchina paroatmosfernoy poco credibili e navi dotate vele come il motore principale.

Anche se Hull aveva più fortuna di Papen, la sua invenzione progressivamente perso rilevanza, e sono respinto. Eppure, in quel momento le macchine paroatmosfernyh erano molti difetti specifici.

La storia del motore a vapore in Russia

La prossima svolta è arrivata nel Impero russo. Nel 1766, in un impianto metallurgico a Barnaul il primo motore a vapore, che viene alimentato al forno fusorio aria emo soffietto speciali. E 'diventato il creatore Ivan Ivanovich Polzunov, che per i suoi servizi al suo paese anche dato il grado di ufficiale. Inventor ha presentato dei suoi superiori, nonché i piani "auto fuoco" in grado di alimentare a soffietto.

Tuttavia, il destino ha giocato uno scherzo crudele con Polzunova: è stato adottato sette anni dopo il suo progetto, e la vettura è assemblata, si ammalò e morì di consumo – appena una settimana prima che ha cominciato a testare il suo motore. Tuttavia, il suo documento è stato sufficiente per avviare il motore.

Così, 7 agosto 1766 motore a vapore Polzunova è stato lanciato e messo sotto carico. Tuttavia, nel novembre dello stesso anno, ha rotto verso il basso. La ragione per la caldaia sia pareti troppo sottili, non destinati al carico. Inoltre, l'inventore ha scritto nelle sue istruzioni, che questo è solo durante il test può essere utilizzato piatto. La produzione della nuova caldaia avrebbe potuto facilmente dato i suoi frutti, perché l'efficienza del motore a vapore Polzunova è stato positivo. Oltre 1023 ore di lavoro con l'aiuto di argento fuso più di 14 chili!

Ma nonostante questo, nessuno a riparare il meccanismo non ha fatto. Motore a vapore Polzunova polvere raccolta da oltre 15 anni nel magazzino, mentre l'industria mondiale non è ancora in piedi e sviluppato. E poi completamente è stato smantellato per le parti. A quanto pare, in quel momento la Russia non è ancora cresciuto fino a motori a vapore.

requisiti di tempo

Nel frattempo, la vita sul posto non stare. E l'umanità ha sempre pensato di creare un meccanismo di non dipendere dalla natura capricciosa, e prendere il controllo il destino. Dalle vele tutti vorremmo rinunciare al più presto possibile. Pertanto, l'istituzione di un meccanismo permanente per il vapore aleggiava nell'aria. Nel 1753 a Parigi, è stato promosso competizione tra artisti, scienziati e inventori. Accademia delle Scienze ha annunciato il premio a chiunque sia in grado di creare un meccanismo che può sostituire la forza del vento. Ma nonostante il fatto che hanno partecipato al concorso tali menti come L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix e altre proposte sensate non sono in possesso uno.

Passarono gli anni. E la rivoluzione industriale stava ponendo sempre più paesi. Primato e leadership tra le altre potenze invariabilmente malconcio Inghilterra. Entro la fine del XVIII secolo, divenne il creatore del Regno Unito grande industria, in tal modo ha vinto il titolo di monopolista mondo in questo settore. La questione del potere-guidato ogni giorno diventa sempre più importante. E questo motore è stato creato.

Il primo motore a vapore nel mondo

1784 è stato per la Gran Bretagna e il mondo punto di svolta nella rivoluzione industriale. E la persona responsabile di questo è stato l'ingegnere inglese Dzheyms Uatt. Il motore a vapore, che ha fondato, è diventato il alto profilo scoperta più del secolo.

Dzheyms Uatt per diversi anni ha studiato i disegni, la struttura e principi di funzionamento delle macchine paroatmosfernyh. E sulla base di tutto questo, ha concluso che l'efficienza del motore è necessaria per equalizzare la temperatura dell'acqua nel cilindro e vapore, che entra nel meccanismo. Lo svantaggio principale paroatmosfernyh macchine è la necessità costante di acqua di raffreddamento del cilindro. Era scomodo e materiali di consumo.

Il nuovo motore a vapore è stato costruito il contrario. Così, il cilindro è stato quello di una maglia speciale del vapore. Così Watt assicurato il suo stato caldo permanente. L'inventore ha creato una nave speciale, immerso in acqua fredda (condensatore). Si è unito tubo del cilindro. Quando il vapore è stata praticata nel cilindro, quindi ho ottenuto attraverso il tubo al condensatore e ha riconvertito in acqua. Lavorare sul miglioramento della sua auto, Watt creato un vuoto nel condensatore. Così, tutto il vapore, passa dal cilindro, essa condensato. Grazie a questa innovazione aumenta notevolmente l'espansione del vapore, che a sua volta permette di estrarre la stessa quantità di vapore è molta più energia. E 'stato il successo della corona.

Creato da macchina a vapore anche cambiato e il principio di alimentazione dell'aria. Ora primo vapore entra sotto il pistone, sollevando in tal modo, e poi andare sopra il pistone, abbassamento. Pertanto, sia la corsa nella lavorazione dell'acciaio meccanismo che nemmeno stato possibile in precedenza. Un consumo di carbone di un cavallo è quattro volte inferiore, rispettivamente, nelle macchine paroatmosfernyh, e quindi cercato Dzheyms Uatt. Motore a vapore ha vinto molto in fretta il primo del Regno Unito bene, e poi il mondo intero.

"Charlotte Dundas"

Dopo che il mondo è stato colpito con l'invenzione di James Watt, ha iniziato l'uso diffuso di macchine a vapore. Così, nel 1802 nel Regno Unito è la sua prima nave una coppia – barca "Charlotte Dundas." I suoi creatori credono William Symington. La barca è stata utilizzata come traino di chiatte per canale. Il ruolo del propulsore sulla nave giocato una ruota a pale montato sulla poppa. La barca è la prima volta testato con successo: due enormi chiatte rimorchiate 18 miglia in sei ore. Allo stesso tempo, con forza interferiva con il vento contrario. Ma è riuscito.

Ancora, è stato immesso sul scherzo, perché avevano paura che a causa delle forti onde, che sono stati creati sotto la ruota a pale, saranno sfocate rive del canale. Tra l'altro, "Charlotte," Testing persone hanno partecipato, di cui il mondo intero è considerato il creatore della prima nave.

La prima nave al mondo

Inglese costruttore Robert Fulton con la sua giovane età, sognava di una nave con un motore a vapore. E ora il suo sogno è diventato fattibile. Dopo l'invenzione della macchina a vapore è diventato un nuovo impulso alla costruzione navale. Insieme con il Messaggero d'America R. Livingston, che ha assunto l'aspetto finanziario della questione, Fulton ha preso il progetto della nave con un motore a vapore. È stato trovato un complicato si basa sull'idea di remo propulsione. Secondo i lati della nave sono stati elaborati in un certo numero di pale, simulando una varietà di divertimento. In questo caso, le pale e quindi interferire con l'altro e si è rotto. Oggi, si può facilmente dire che lo stesso effetto potrebbe essere raggiunto se tutti i tre o quattro pale. Ma dal punto di vista della scienza e della tecnologia nel momento in cui era impossibile vedere. Pertanto, i costruttori navali avevano molto più complicato.

Nel 1803, l'invenzione di Fulton è stato presentato in tutto il mondo. Il piroscafo era lentamente e in modo uniforme sulla Senna, menti incredibili e la fantasia di molti scienziati e figure di Parigi. Tuttavia, il governo di Napoleone ha respinto il progetto, e costruttori navali infastidito sono stati costretti a cercare fortuna in America.

E in agosto 1807 prima nave al mondo il nome di "Claremont", in cui è stato coinvolto il più potente motore a vapore (foto indicata), è andato on Hudson Bay. Molte persone semplicemente non credono nel successo.

Nel primo volo "il Claremont" è andato senza carico e senza passeggeri. Nessuno voleva fare un viaggio a bordo della nave sputafuoco. Ma sulla via del ritorno, ci fu il primo passeggero – un agricoltore locale, che ha pagato sei dollari per un biglietto. È diventato il primo nella storia della compagnia di navigazione passeggeri. Fulton era tanto commosso che ha dato temerario corsa a vuoto per tutta la vita in tutte le loro invenzioni.