Тепловые двигатели

ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ

 

ШФ ИПЕК

Волков А.С.

И

Гажва А.Ю

 Первые истоки

 

• В III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара.

Как стреляла эта пушка

 

• Один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась и превращалась в пар. Пар, расширяясь и выбрасывал ядро.

 

ГЕРОНОВ ШАР

 

•  Примерно тремя столетиями позже в Александрии жил и работал выдающийся ученый Герон. Он оставил несколько сочинений, в которых он описал различные механизмы.   В сочинениях Герона есть описание интересного прибора, который сейчас называют Героновым шаром.

Так чем же интересен Геронов  шар

 

• укрепленный на двух опорах сферический сосуд с приделанными к нему трубочками-соплами. В шар наливали воду. Под шаром разводили огонь. Образовывавшийся пар с силой вырывался из трубочек-сопел и приводил во вращательное движение всю систему. Геронов шар является прообразом паровой турбины

Первые попытки

 

 Севери первым отделил рабочее тело (водяной пар) от перекачиваемой воды. Для этого он сделал отдельный котел, а пар, который поломали в котле, через кран выпускал в сосуд с водой, и пар вытеснял воду в напорную (верхнюю) трубу. Впоследствии машина Севери была усовершенствована Дезагюлье, предложившим охлаждать пар в сосуде путем впрыскивания в него воды. Это существенно увеличило частоту рабочих циклов. 

Двигатель Папена

 

• Папен построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался поршень. Поршень был связан тросом, перекинутым через блок, с грузом, который вслед за поршнем также поднимался и опускался. Для практических целей он не годился: слишком уж сложен был технологический цикл его работы (засыпка и поджигание пороха, обливание водой, и это на протяжении всей работы двигателя). Кроме того, применение подобного двигателя было далеко не безопасным.

ТОМАС НЬЮКОМЕН

 

•   Вслед за Севери паровую машину (также приспособленную для откачивания воды из шахты) сконструировал английский кузнец Томас Ньюкомен. Он умело использовал многое из того, что было придумано до него. Ньюкомен взял цилиндр с поршнем Папена, но пар для подъема поршня получал, как и Севери, в отдельном котле. 

Универсальный паровой двигатель

 

• Понадобилось еще 50 лет, прежде чем был построен универсальный паровой двигатель. Это произошло в России, на одной из отдаленных ее окраин - Алтае, где в то время работал гениальный русский изобретатель, солдатский сын Иван Ползунов.   Ползунов родился в 1728 г. на Урале в семье солдата. В 1742 г.

 УСОВЕРШЕРНСТВОВАНИЯ ДЖЕЙМСА УАТТА

 

•  Вклад Уатта в создание паровых машин очень велик. Уатт пришел к выводу, что нужно использовать давление пара и не связывать машину  воедино ни с каким потребителем мощности. Затратив на изготовление машины все имеющиеся у него средства, Уатт смог уже в конце 1765 г. продемонстрировать ее работу. Второй образец он назвал «Вельзевул».

Мотоцикл перро

 

•   Параллельно с развитием первых автомобилей изобретатели продолжали совершенствовать конструкции мотоциклов и установленных на них моторов. Наиболее интересными работами в этой области были аппараты французского инженера Луи Гийома Перро, который создал собственный паровой мотоцикл. Начал он с велосипеда, оснастив его в 1868 г. большим маховиком, благодаря чему ездок мог определенное время двигаться по инерции. Но, к сожалению, накануне франко-прусской войны его изобретение не смогло завоевать поклонников и принести прибыль.

Строительство паравозов

 

• В 1804 г. Тревитик приделал к паровому двигателю Уатта специальные колеса. Получился первый паровоз. Вскоре паровозы вовсю дымили не только в шахтах, но и на поверхности.      Первая пассажирская железная дорога была открыта в 1825 г. на севере Англии — между Стоктоном и Дарлинг-тоном. По ней ходили паровозы «Движение», созданные Джорджем Стефенсоном. В 1829 г. лучший из его паровозов — «Ракета» — с грузом в 20 тонн развивал скорость до 40 км /час.

  ДРУГИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПАРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

 

•  ПАРОХОД - судно, приводимое в движение паровой машиной или турбиной

 

Первый пароход - "Клермонт" построен  в 1807 в США Р. Фултоном. В России  один из первых пароходов - "Елизавета" сооружен в 1815.

 

Клеман Адер, в 1890 г. построил паровой  самолет  

Двигатель стирлинга

 

• Изготовление двигателей Стирлинга началось в 1818 г. их  применяли там где не годились громоздкие паровые машины 

ДВС

 

• 1876 год – Николаус Отто. Основная часть ДВС - один или несколько цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда, и название двигателя. Наибольшее распространение в технике получил четырехтактный ДВС. 

Рудольф Дизель

 

• Дизель Рудольф родился 18 марта 1858 года в Париже в семье ремесленника из Аугсбурга. Учился в Мюнхенской высшей технической школе. После знакомства с основами теории тепловых машин, увлекся идеей увеличения КПД паровой машины. К 1897 двигатель был изготовлен, испытан и поступил на рынок. 

конец