Interesul pentru vaporii de apă ca sursă accesibilă de energie a apărut odată cu primele cunoștințe științifice ale anticilor. Oamenii au încercat să îmblânzească această energie de trei milenii. Care sunt principalele etape ale acestui drum? Ale cui reflecții și proiecte au învățat umanitatea să obțină maximum de beneficii de pe urma ei?
Condiții preliminare pentru apariția motoarelor cu abur
Nevoia de mecanisme care să poată facilita procesele intensive în muncă a existat întotdeauna. Până pe la jumătatea secolului al XVIII-lea, în acest scop erau folosite mori de vânt și roți de apă. Posibilitatea de a folosi energia eoliană depinde direct de capriciile vremii. Și pentru a folosi roți de apă, fabricile trebuiau construite de-a lungul malurilor râurilor, ceea ce nu este întotdeauna convenabil și oportun. Și eficiența ambelor a fost extrem de scăzută. Aveam nevoie de un motor fundamental nou, ușor de gestionat și lipsit de aceste dezavantaje.
Istoria invenției și îmbunătățirii motoarelor cu abur
Crearea unui motor cu abur este rezultatul unei lungi deliberări, succesului și eșecului sperantelor multor oameni de știință.
Începutul drumului
Primele proiecte unice au fost doar curiozități interesante. De exemplu, Arhimede a proiectat un tun cu abur, Stârcul Alexandriei a folosit energia aburului pentru a deschide ușile templelor antice. Iar cercetătorii găsesc note despre utilizarea practică a energiei aburului pentru activarea altor mecanisme în lucru Leonardo da Vinci.
Să luăm în considerare cele mai semnificative proiecte pe această temă.
În secolul al XVI-lea, inginerul arab Tagi al-Din a dezvoltat un proiect pentru o turbină cu abur primitivă. dar aplicație practică nu a primit din cauza împrăștierii puternice a unui jet de abur furnizat la palele roții turbinei.
Avanză rapid către Franța medievală. Fizicianul și talentatul inventator Denis Papin, după multe proiecte nereușite, s-a oprit la următorul design: un cilindru vertical a fost umplut cu apă, peste care a fost instalat un piston.
Cilindrul a fost încălzit, apa a fiert și s-a evaporat. Aburul în expansiune a ridicat pistonul. Acesta a fost fixat la punctul superior de ridicare și era de așteptat ca cilindrul să se răcească și să se condenseze aburul. După condensarea aburului în cilindru, s-a format un vid. Pistonul, eliberat de prindere, a fost aruncat în vid sub influența presiunii atmosferice. Această cădere a pistonului trebuia folosită ca cursă de lucru.
Deci, cursa utilă a pistonului a fost cauzată de formarea unui vid din cauza condensării aburului și a presiunii externe (atmosferice).
Pentru că motorul cu abur Papen la fel ca majoritatea proiectelor ulterioare au fost numite mașini abur-atmosferice.
Acest design a avut un dezavantaj foarte semnificativ - nu a fost asigurată repetabilitatea ciclului. Denis vine cu ideea de a obține abur nu într-un cilindru, ci separat într-un cazan cu abur.
Denis Papin a intrat în istoria creării motoarelor cu abur ca inventator al unui foarte detaliu important- fierbător cu aburi.
Și de când au început să primească abur în afara cilindrului, motorul însuși a trecut în categoria motoarelor cu ardere externă. Dar din cauza lipsei unui mecanism de distribuție care să asigure funcționarea neîntreruptă, aceste proiecte cu greu și-au găsit aplicație practică.
O nouă piatră de hotar în dezvoltarea motoarelor cu abur
De aproximativ 50 de ani, a fost folosit pentru pomparea apei în minele de cărbune pompa de abur a lui Thomas Newcomen. A repetat în mare măsură modelele anterioare, dar conținea inovații foarte importante - o țeavă pentru îndepărtarea aburului condensat și o supapă de siguranță pentru eliberarea excesului de abur.
Dezavantajul său semnificativ era că cilindrul trebuia încălzit înainte de injectarea aburului, apoi răcit înainte de condens. Dar cererea pentru astfel de motoare a fost atât de mare încât, în ciuda ineficienței lor evidente, ultimele copii ale acestor mașini au servit până în 1930.
În 1765 mecanic englez James Watt, preluând îmbunătățirea mașinii Newcomen, a separat condensatorul de cilindrul de abur.
Acum este posibil să mențineți cilindrul încălzit în mod constant. Eficiența mașinii a crescut imediat. În anii următori, Watt și-a îmbunătățit semnificativ modelul, echipându-l cu un dispozitiv pentru alimentarea cu abur dintr-o parte sau cealaltă.
A devenit posibilă utilizarea acestei mașini nu numai ca pompă, ci și pentru acționarea diferitelor mașini-unelte. Watt a primit un brevet pentru invenția sa - un motor continuu cu abur. Începe producția în masă a acestor mașini.
Până la începutul secolului al XIX-lea, mai mult de 320 de wați erau în funcțiune în Anglia. Alte țări europene au început să le cumpere și ele. Acest lucru a contribuit la o creștere semnificativă a producției industriale în multe sectoare atât din Anglia însăși, cât și din țările vecine.
Douăzeci de ani mai devreme Watt, în Rusia, pe un proiect motor cu aburi A lucrat mecanicul din Altai Ivan Ivanovici Polzunov.
Sefii fabricii i-au cerut sa construiasca o unitate care sa actioneze suflanta cuptorului de topire.
Mașina construită de el era cu doi cilindri și asigura funcționarea continuă a dispozitivului conectat la acesta.
După ce a funcționat cu succes mai mult de o lună și jumătate, centrala a început să se scurgă. În acel moment, Polzunov însuși nu mai era în viață. Nu au reparat mașina. Și minunata creație a unui singur inventator rus a fost uitată.
Din cauza înapoierii Rusiei la acea vreme lumea a aflat despre invenția lui II Polzunov cu mare întârziere...
Așadar, pentru a conduce un motor cu abur, este necesar ca aburul generat de cazanul de abur, în expansiune, să apese pe piston sau pe paletele turbinei. Și apoi mișcarea lor a fost transmisă altor părți mecanice.
Utilizarea motoarelor cu abur în transport
În ciuda faptului că eficiența motoarelor cu abur din acea vreme nu depășea 5%, până la sfârșitul secolului al XVIII-lea au început să fie utilizate activ în agricultură si la transport:
- apare în Franța o mașină cu motor cu abur;
- în Statele Unite, un vapor cu aburi începe să circule între orașele Philadelphia și Burlington;
- o locomotivă feroviară cu abur a fost demonstrată în Anglia;
- un țăran rus din provincia Saratov a brevetat un tractor pe șenile de 20 CP pe care l-a construit. Cu.;
- S-au încercat în mod repetat construirea unei aeronave cu motor cu abur, dar, din păcate, puterea redusă a acestor unități cu greutatea mare a aeronavei a făcut ca aceste încercări să fie fără succes.
Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, motoarele cu abur, după ce și-au jucat rolul în progresul tehnologic al societății, dau loc motoarelor electrice.
Dispozitivele cu abur în secolul 21
Odată cu apariția noilor surse de energie în secolele 20 și 21, apare din nou necesitatea utilizării energiei cu abur. Turbinele cu abur devin o parte integrantă a centralelor nucleare. Aburul care le alimentează este obținut din combustibil nuclear.
Aceste turbine sunt utilizate pe scară largă și în centralele termice în condensare.
Într-o serie de țări, se fac experimente pentru a obține abur din energia solară.
Nici motoarele cu abur alternative nu au fost uitate. În munții ca o locomotivă se mai folosesc locomotive cu abur.
Acești lucrători de încredere sunt atât mai siguri, cât și mai ieftini. Nu au nevoie de linii electrice, iar combustibilul - lemnul și cărbunele ieftin sunt întotdeauna la îndemână.
Tehnologiile moderne fac posibilă captarea a până la 95% din emisiile atmosferice și creșterea eficienței la 21%, așa că oamenii au decis să nu se despartă de ele deocamdată și lucrează la o nouă generație de locomotive cu abur.
Dacă acest mesaj vă este util, mă bucur să vă văd.
În mintea majorității oamenilor din era smartphone-urilor, mașinile cu abur sunt ceva arhaic care te face să zâmbești. Paginile vaporoase ale istoriei industriei auto au fost foarte luminoase și fără ele este greu de imaginat transportul modern în general. Oricât de greu ar fi scepticii de la legislație, precum și lobbyiștii petrolului tari diferite pentru a limita dezvoltarea mașinii pentru un cuplu, au reușit să o facă doar o perioadă. La urma urmei, mașina cu abur este ca Sfinxul. Ideea unei mașini pentru un cuplu (adică pe un motor cu ardere externă) este relevantă până în prezent.
În mintea majorității oamenilor din era smartphone-urilor, mașinile cu abur sunt ceva arhaic care te face să zâmbești.
Așadar, în 1865, în Anglia a fost introdusă o interdicție privind circulația vagoanelor autopropulsate de mare viteză pe o unitate cu abur. Le era interzis să se deplaseze cu mai mult de 3 km/h în oraș și să nu scoată pufături de abur, pentru a nu speria caii înhămați la trăsurile obișnuite. Cea mai gravă și palpabilă lovitură pentru camioanele cu abur a fost deja în 1933, legea privind taxa pe vehiculele grele. Abia în 1934, când taxele la importul produselor petroliere au fost reduse, victoria motoarelor pe benzină și diesel asupra motoarelor cu abur se profila la orizont.
Numai în Anglia își putea permite să bată joc de progres într-o manieră atât de rafinată și cu sânge rece. În SUA, Franța, Italia, mediul inventatorilor entuziaști era literalmente fierbinte de idei, iar mașina cu aburi a căpătat forme și caracteristici noi. Deși inventatul britanic a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea vehiculelor cu abur, legile și prejudecățile autorităților nu le-au permis să participe pe deplin la lupta cu motorul cu ardere internă. Dar să vorbim despre totul în ordine.
Referință preistorică
Istoria dezvoltării mașinii cu abur este indisolubil legată de istoria apariției și îmbunătățirii mașinii cu abur. Când în secolul I d.Hr. e. Heron din Alexandria și-a propus ideea de a face aburul să se rotească o minge de metal, iar ideea sa a fost tratată ca puțin mai mult decât distractiv. Fie alte idei au fost mai îngrijorate de inventatori, dar primul care a pus un cazan de abur pe roți a fost călugărul Ferdinand Verbst. În 1672. „Jucăria” lui a fost, de asemenea, tratată ca o distracție. Dar următorii patruzeci de ani nu au fost în zadar pentru istoria mașinii cu abur.
Proiectul echipajului autopropulsat al lui Isaac Newton (1680), aparatul de foc al mecanicului Thomas Severi (1698) și instalația atmosferică a lui Thomas Newcomen (1712) au demonstrat potențialul enorm de utilizare a aburului pentru a efectua lucrări mecanice. La început, motoarele cu abur pompau apa din mine și ridicau încărcături, dar până la mijlocul secolului al XVIII-lea, existau deja câteva sute de astfel de instalații de abur la întreprinderile din Anglia.
Ce este un motor cu abur? Cum poate aburul să miște roțile? Principiul motorului cu abur este simplu. Apa este încălzită într-un rezervor închis la abur. Aburul este evacuat prin țevi într-un cilindru închis și stoarce pistonul. Această mișcare de translație este transmisă arborelui volantului printr-o biela intermediară.
Această diagramă schematică a funcționării unui cazan cu abur în practică a avut dezavantaje semnificative.
Prima porțiune de abur a izbucnit în crose, iar pistonul răcit, sub propria greutate, s-a scufundat pentru următoarea cursă. Această diagramă schematică a funcționării unui cazan cu abur în practică a avut dezavantaje semnificative. Lipsa unui sistem de control al presiunii aburului a dus adesea la o explozie a cazanului. A fost nevoie de mult timp și combustibil pentru a aduce cazanul în stare de funcționare. Alimentarea constantă și dimensiunile gigantice ale uzinei de abur nu fac decât să sporească lista deficiențelor acesteia.
Noua mașină a fost propusă de James Watt în 1765. El a direcționat aburul stors de piston într-o cameră suplimentară de condensare și a eliminat necesitatea de a adăuga constant apă în cazan. În cele din urmă, în 1784, a rezolvat problema modului de redistribuire a mișcării aburului, astfel încât acesta să împingă pistonul în ambele direcții. Datorită bobinei pe care a creat-o, motorul cu abur a putut funcționa fără întreruperi între cicluri. Acest principiu al unui motor termic cu dublă acțiune a stat la baza majorității tehnologiei cu abur.
Mulți oameni au lucrat la crearea motoarelor cu abur. oameni destepti... La urma urmei, aceasta este o modalitate simplă și ieftină de a obține energie din aproape nimic.
O scurtă excursie în istoria mașinilor cu abur
Totuși, oricât de mari au fost succesele britanicilor în domeniu, primul care a pus un motor cu abur pe roți a fost francezul Nicolas Joseph Cugno.
Prima mașină cu aburi a lui Kyunho
Mașina lui a apărut pe drumuri în 1765. Viteza scaunului cu rotile a fost record de 9,5 km/h. În ea, inventatorul a oferit patru locuri pentru pasageri, care puteau fi rulate cu o briză viteza medie 3,5 km/h. Acest succes nu a fost suficient pentru inventator.
Necesitatea opririi pentru realimentarea cu apă și aprinderea unui nou foc la fiecare kilometru de drum nu a fost un dezavantaj semnificativ, ci doar nivelul de tehnologie din acea vreme.
A decis să inventeze un tractor pentru tunuri. Așa că s-a născut un cărucior cu trei roți cu un cazan masiv în față. Necesitatea opririi pentru realimentarea cu apă și aprinderea unui nou foc la fiecare kilometru de drum nu a fost un dezavantaj semnificativ, ci doar nivelul de tehnologie din acea vreme.
Următorul model de Cugno, modelul 1770, cântărea aproximativ o tonă și jumătate. Noul cărucior ar putea transporta aproximativ două tone de marfă cu o viteză de 7 km/h.
Maestrul Cugno era mai preocupat de ideea creării unui motor cu abur de înaltă presiune. Nici măcar nu era jenat de faptul că centrala ar putea exploda. Cuyunho a venit cu ideea de a pune focarul sub boiler și de a duce „focul” cu el. În plus, „căruța” lui poate fi numită pe bună dreptate primul camion. Demisia patronului și o serie de revoluții au făcut imposibil ca maestrul să dezvolte modelul într-un camion cu drepturi depline.
Autodidact Oliver Evans și amfibiul său
Ideea de a crea motoare cu abur avea proporții universale. În statele nord-americane, inventatorul Oliver Evans a creat aproximativ cincizeci de instalații de abur bazate pe mașina Watt. În efortul de a reduce dimensiunea fabricii James Watt, el a proiectat motoare cu abur pentru morile de făină. Cu toate acestea, Oliver Evans a câștigat faima mondială pentru mașina sa amfibie cu abur. În 1789, prima sa mașină din Statele Unite a trecut cu succes testele pe uscat și pe apă.
Pe amfibiul său, care poate fi numit prototipul vehiculelor de teren, Evans a instalat o mașină cu o presiune a aburului de zece atmosfere!
Barca-mașină de nouă metri cântărea aproximativ 15 tone. Motorul cu abur conducea roțile din spate și elicea. De altfel, Oliver Evans a fost și un susținător al motorului cu abur de înaltă presiune. Pe amfibiul său, care poate fi numit prototipul vehiculelor de teren, Evans a instalat o mașină cu o presiune a aburului de zece atmosfere!
Dacă inventatorii secolelor 18-19 ar fi avut la îndemână tehnologii ale secolului 21, vă puteți imagina câtă tehnologie ar fi creat!? Și ce tehnică!
Secolul XX și 204 km/h pe o mașină cu aburi Stanley
Da! Secolul al XVIII-lea a dat un impuls puternic dezvoltării transportului cu abur. Numeroase și variate modele de vagoane cu abur autopropulsate au început din ce în ce mai mult să dilueze transportul cu tracțiune de animale pe drumurile Europei și Americii. Până la începutul secolului al XX-lea, mașinile alimentate cu abur s-au răspândit și au devenit un simbol familiar al timpului lor. La fel și fotografie.
Secolul al XVIII-lea a dat un impuls puternic dezvoltării transportului cu abur
A fost compania lor de fotografie pe care frații Stanley au vândut-o când, în 1897, au decis să ia în serios producția de mașini cu abur în Statele Unite. Au făcut vagoane bine vândute. Dar acest lucru nu a fost suficient pentru a-și satisface planurile ambițioase. La urma urmei, ei au fost doar unul dintre mulți dintre aceiași producători de automobile. Asta până când și-au proiectat „racheta”.
A fost compania lor de fotografie pe care frații Stanley au vândut-o când, în 1897, au decis să ia în serios producția de mașini cu abur în Statele Unite.
Desigur, mașinile Stanley aveau reputația de a fi o mașină de încredere. Unitatea de abur era amplasată în spate, iar cazanul era încălzit cu torțe cu benzină sau kerosen. Volan al unui motor cu doi cilindri cu abur cu dublă acțiune de rotație către puntea spate prin intermediul unei transmisii cu lanț. Stanley Steamer nu a avut niciun caz de explozie a cazanelor. Dar aveau nevoie de o stropire.
Desigur, mașinile Stanley aveau reputația de a fi o mașină de încredere.
Cu „racheta” lor au făcut furori peste tot în lume. 205,4 km/h în 1906! Nimeni nu a condus atât de repede! O mașină cu motor cu ardere internă a doborât acest record doar 5 ani mai târziu. Placajul cu abur „Rocket” al lui Stanley a definit forma mașinilor de curse pentru mulți ani de acum încolo. Dar după 1917, Stanley Steamer a experimentat din ce în ce mai mult concurența de la Ford T ieftin și și-a dat demisia.
Feriboturile unice ale fraților Doble
Această familie faimoasă a reușit să ofere rezistență decentă motoarelor pe benzină până la începutul anilor 30 ai secolului XX. Nu au construit mașini record. Frații și-au iubit cu adevărat feriboturile. Altfel, cum să explicăm radiatorul celular și butonul de aprindere inventate de ei? Modelele lor nu arătau ca niște mici locomotive cu abur.
Frații Abner și John au revoluționat transportul cu abur.
Frații Abner și John au revoluționat transportul cu abur. Pentru a se mișca, mașina lui nu a trebuit să fie încălzită timp de 10-20 de minute. Butonul de aprindere a pompat kerosen din carburator în camera de ardere. A ajuns acolo după ce a aprins cu o bujie incandescentă. Apa s-a încălzit în câteva secunde, iar după un minut și jumătate aburul a creat presiunea necesară și puteai să pleci.
Aburul evacuat a fost direcționat către un radiator pentru condensare și pregătire pentru ciclurile ulterioare. Prin urmare, pentru o rulare lină de 2.000 km, mașinile lui Doblov au avut nevoie de doar nouăzeci de litri de apă în sistem și de câțiva litri de kerosen. Nimeni nu ar putea oferi o asemenea economie! Poate că la Salonul Auto de la Detroit din 1917 Stanley s-a familiarizat cu modelul fraților Doble și a început să le reducă producția.
Modelul E a devenit cea mai luxoasă mașină din a doua jumătate a anilor 20 și cea mai mare ultima versiune vagonul Doblov. Interiorul din piele, lemnul lustruit și oasele de elefant îi încântă pe proprietarii bogați în interiorul mașinii. Într-o astfel de cabină, te-ai putea bucura de alergare la viteze de până la 160 km/h. Doar 25 de secunde au separat momentul aprinderii de momentul pornirii. A fost nevoie de încă 10 secunde pentru ca o mașină cu o greutate de 1,2 tone să accelereze până la 120 km/h!
Toate aceste calități de mare viteză au fost încorporate în motorul cu patru cilindri. Două pistoane au fost împinse în afară de abur de înaltă presiune de 140 de atmosfere, în timp ce celelalte două au trimis abur răcit de joasă presiune într-un radiator-condensator tip fagure. Dar în prima jumătate a anilor 30, acești frați Doble frumoși nu mai erau produși.
Camioane cu abur
Cu toate acestea, nu trebuie uitat că tracțiunea cu abur se dezvolta rapid și în transportul de marfă. În orașe mașinile cu abur au provocat alergii în rândul snobilor. Dar mărfurile trebuie livrate în orice vreme și nu numai în oraș. Și cum rămâne cu autobuzele interurbane și cu echipamentele militare? Nu poți să cobori cu mașini mici acolo.
Transportul de marfă are un avantaj semnificativ față de vehiculele ușoare - dimensiunile sale.
Transportul de marfă are un avantaj semnificativ față de vehiculele ușoare - dimensiunile sale. Acestea vă permit să plasați centrale puternice oriunde în mașină. Mai mult decât atât, va crește doar capacitatea de transport și capacitatea de traversare a țării. Și cum va arăta camionul nu i se acordă întotdeauna atenție.
Dintre camioanele cu abur, aș dori să evidențiez Sentinelul englez și NAMI sovietic. Desigur, au fost multe altele, de exemplu Foden, Fowler, Yorkshire. Dar Sentinel și NAMI s-au dovedit a fi cele mai tenace și au fost produse până la sfârșitul anilor 50 ai secolului trecut. Ar putea lucra cu orice combustibil solid - cărbune, lemn, turbă. „Natura omnivoră” a acestor camioane le deosebește de influența prețurilor la produsele petroliere și, de asemenea, le permitea să fie folosite în locuri greu accesibile.
Sentinel workaholic cu accent englezesc
Aceste două camioane diferă nu numai în țara de producție. Principiile amenajării generatoarelor de abur au fost și ele diferite. Santinelele se caracterizează prin aranjarea superioară și inferioară a motoarelor cu abur în raport cu cazanul. În poziția de sus, generatorul de abur furniza abur fierbinte direct în camera motorului, care era conectată la osii printr-un sistem de arbore cardanic. Cu locația inferioară a motorului cu abur, adică pe șasiu, cazanul a încălzit apa și a furnizat abur motorului prin conducte, ceea ce a garantat pierderi de temperatură.
Santinelele se caracterizează prin aranjarea superioară și inferioară a motoarelor cu abur în raport cu cazanul.
Prezența unei transmisii cu lanț de la volantul motorului cu abur la articulațiile cardanice a fost tipică pentru ambele tipuri. Acest lucru a permis designerilor să unifice producția de Santinels în funcție de client. Pentru țările fierbinți, cum ar fi India, camioanele cu abur au fost produse cu o locație inferioară, separată a cazanului și a motorului. Pentru țările cu ierni reci - cu tipul superior, combinat.
Pentru țările fierbinți, cum ar fi India, camioanele cu abur au fost produse cu o locație inferioară, separată a cazanului și a motorului.
Pe aceste camioane au fost folosite multe tehnologii dovedite. Bobine si supape de distributie a aburului, motoare cu simpla si dubla actiune, presiune inalta sau joasa, cu sau fara cutie de viteze. Cu toate acestea, acest lucru nu a prelungit durata de viață a camioanelor engleze cu abur. Deși au fost produse până la sfârșitul anilor 50 ai secolului XX și chiar au servit în serviciul militar înainte și în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, erau încă voluminoase și semănau oarecum cu locomotivele cu abur. Și din moment ce nu existau persoane interesate de modernizarea lor radicală, soarta lor a fost o concluzie dinainte.
Deși au fost produse până la sfârșitul anilor 50 ai secolului XX și chiar au servit în serviciul militar înainte și în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, erau încă voluminoase și semănau oarecum cu locomotivele cu abur.
Cui ce, dar pentru noi - SUA
Pentru a ridica o economie distrusă de război Uniunea Sovietica, a fost necesar să se găsească o modalitate de a nu risipi resursele de petrol, cel puțin în locuri greu accesibile - în nordul țării și în Siberia. Inginerilor sovietici li s-a oferit oportunitatea de a studia designul lui Santinel cu un motor cu abur cu patru cilindri de deasupra capului și de a dezvolta propriul „răspuns la Chamberlain”.
În anii 1930, institutele și birourile de proiectare din Rusia au făcut încercări repetate de a crea un camion alternativ pentru industria lemnului.
În anii 1930, institutele și birourile de proiectare din Rusia au făcut încercări repetate de a crea un camion alternativ pentru industria lemnului. Dar de fiecare dată cazul s-a oprit în faza de testare. Folosind propria experiență și oportunitatea de a studia vehiculele cu feribot capturate, inginerii au reușit să convingă conducerea țării de necesitatea unui astfel de camion cu abur. Mai mult decât atât, benzina era de 24 de ori mai scumpă decât cărbunele. Și cu costul lemnului de foc în taiga, nici nu trebuie să menționați asta.
Un grup de designeri sub conducerea lui Yu. Shebalin a simplificat cât mai mult posibil unitatea de abur în ansamblu. Au combinat un motor cu patru cilindri și un cazan într-o singură unitate și l-au plasat între caroserie și cabină. Această unitate a fost instalată pe șasiul seriei YaAZ (MAZ) -200. Lucrarea aburului și condensarea acestuia au fost combinate într-un ciclu închis. Aprovizionarea cu lingouri de lemn din buncăr se făcea automat.
Așa s-a născut NAMI-012, sau mai bine zis pe drumurile forestiere. Evident, principiul alimentării în buncăr cu combustibil solid și amplasarea unui motor cu abur pe un camion au fost împrumutate din practica generatoarelor de gaz.
Soarta proprietarului pădurilor - NAMI-012
Caracteristicile camionului casnic cu abur și transportorul de cherestea NAMI-012 au fost următoarele
- Capacitate de transport - 6 tone
- Viteza - 45 km/h
- Autonomia fără realimentare este de 80 km, dacă a fost posibilă reînnoirea alimentării cu apă, atunci 150 km
- Cuplu la viteze mici - 240 kgm, care a fost de aproape 5 ori mai mare decât indicatorii bazei YAZ-200
- Un cazan cu circulație naturală a creat o presiune de 25 de atmosfere și a adus aburul la o temperatură de 420 ° C
- A fost posibilă completarea rezervelor de apă direct din rezervor prin ejectoare
- Cabina din metal nu avea capotă și era împinsă înainte
- Viteza a fost reglată de volumul de abur din motor folosind pârghia de alimentare / decuplare. Cu ajutorul lui, buteliile au fost umplute la 25/40/75%.
- O treaptă de marșarier și trei comenzi cu pedală.
Dezavantaje serioase ale camionului cu abur au fost consumul de 400 kg de lemn de foc la 100 km de cale si necesitatea de a scapa de apa din cazan in conditii de ger.
Dezavantaje serioase ale camionului cu abur au fost consumul de 400 kg de lemn de foc la 100 km de cale si necesitatea de a scapa de apa din cazan in conditii de ger. Dar principalul dezavantaj care a fost prezent în prima probă a fost permeabilitatea slabă în stare descărcată. Apoi s-a dovedit că puntea față a fost supraîncărcată de cabină și unitatea de abur, în comparație cu cea din spate. Ei au făcut față acestei sarcini instalând o centrală cu abur modernizată pe YaAZ-214 cu tracțiune integrală. Acum capacitatea camionului de lemn NAMI-018 a fost mărită la 125 de cai putere.
Dar, neavând timp să se răspândească în toată țara, camioanele cu generatoare de abur au fost toate eliminate în a doua jumătate a anilor 50 a secolului trecut.
Dar, neavând timp să se răspândească în toată țara, camioanele cu generatoare de abur au fost toate eliminate în a doua jumătate a anilor 50 a secolului trecut. Cu toate acestea, împreună cu generatoarele de gaz. Deoarece costul de transformare a mașinilor, beneficiile economice și ușurința de utilizare au fost consumatoare de timp și discutabile în comparație cu camioanele pe benzină și diesel. Mai mult decât atât, în acest moment, producția de petrol era deja stabilită în Uniunea Sovietică.
O mașină cu abur modernă rapidă și accesibilă
Să nu credeți că ideea unei mașini cu abur este uitată pentru totdeauna. Acum există o creștere semnificativă a interesului pentru motoare, motoare alternative cu ardere internă pe benzină și motorină. Rezervele de petrol ale lumii nu sunt nelimitate. Da, iar costul produselor petroliere este în continuă creștere. Designerii au încercat atât de mult să îmbunătățească motorul cu ardere internă, încât ideile lor aproape au atins limita.
Mașinile electrice, mașinile cu hidrogen, generatoarele de gaz și mașinile cu abur au revenit subiecte relevante... Bună, secolul al XIX-lea uitat!
Acum există o creștere semnificativă a interesului pentru motoare, motoare alternative cu ardere internă pe benzină și motorină.
Un inginer britanic (din nou Anglia!) a demonstrat noile capabilități ale motorului cu abur. Și-a creat Inspuration nu numai pentru a demonstra relevanța mașinilor cu abur. Creația lui este făcută pentru înregistrări. 274 km/h - aceasta este viteza pe care o accelerează douăsprezece cazane instalate pe o mașină de 7,6 metri. Doar 40 de litri de apă sunt suficienți pentru ca gazul lichefiat să aducă temperatura aburului la 400 ° C literalmente într-o clipă. Gândiți-vă doar, istoriei au avut nevoie de 103 ani pentru a doborî recordul de viteză pentru o mașină cu abur stabilită de Rocket!
Într-un generator de abur modern, puteți utiliza cărbune sub formă de pulbere sau alt combustibil ieftin, de exemplu, păcură, gaz lichefiat. De aceea mașinile cu abur au fost și vor fi întotdeauna populare.
Dar pentru un viitor prietenos cu mediul, este din nou necesar să depășim rezistența lobbyiștilor petrolier.
Istoria dezvoltării motorului cu abur este descrisă suficient de detaliat în acest articol. Există și cele mai cunoscute soluții și invenții ale vremurilor 1672-1891.
Primele evoluții.
Pentru început, încă din secolul al XVII-lea, aburul a început să fie considerat un mijloc de conducere, s-au efectuat tot felul de experimente cu el și abia în 1643 acțiunea forțată a presiunii aburului a fost descoperită de evanghelistul Torricelli. Christian Huygens, 47 de ani mai târziu, a proiectat prima mașină de putere, alimentată de o explozie de praf de pușcă într-un cilindru. A fost primul prototip de motor cu ardere internă. Mașina de admisie a apei a Abbot Otfey se bazează pe un principiu similar. În curând, Denis Papin a decis să înlocuiască forța exploziei cu o forță mai puțin puternică a aburului. În 1690 a construit primul motor cu abur, cunoscut și sub numele de cazan de abur.
Acesta a constat dintr-un piston, care, cu ajutorul apei clocotite, s-a deplasat în sus în cilindru și, datorită răcirii ulterioare, a coborât din nou - așa a fost creată o forță. Întregul proces s-a desfășurat în felul acesta: sub cilindru era așezat un cuptor, care a servit simultan și ca boiler; când pistonul era în poziția superioară, cuptorul era retras pentru a facilita răcirea.
Mai târziu, doi englezi, Thomas Newcomen și Cowley - unul fierar, celălalt geam - au îmbunătățit sistemul prin separarea cazanului și a butelii și adăugând un rezervor cu apă rece. Acest sistem era acţionat de supape sau robinete, una pentru abur şi una pentru apă, care erau deschise şi închise pe rând. Apoi englezul Bayton a reconstruit controlul supapei într-unul cu adevărat cu cursă.
Utilizarea motoarelor cu abur în practică.
Mașina lui Newcomen a devenit curând cunoscută peste tot și, în special, a fost îmbunătățită de sistemul cu dublă acțiune dezvoltat de James Watt în 1765. Acum Motor cu aburi s-a dovedit a fi suficient de complet pentru utilizarea în vehicule, deși datorită dimensiunilor sale era mai potrivit pentru instalații staționare. Watt și-a oferit invențiile industriei; a construit și mașini pentru fabricile textile.
Prima mașină cu abur folosită ca vehicul a fost inventată de francezul Nicolas Joseph Cugno, inginer și strateg militar amator. În 1763 sau 1765, a creat o mașină care putea transporta patru pasageri cu o viteză medie de 3,5 și o viteză maximă de 9,5 km/h. Prima încercare a fost urmată de a doua - a apărut un vehicul pentru transportul armelor. A fost testat, bineînțeles, de către militari, dar din cauza imposibilității de funcționare pe termen lung (ciclul de funcționare continuă al noului utilaj nu a depășit 15 minute), inventatorul nu a primit sprijinul autorităților și finanțatorilor. Între timp, motorul cu abur era îmbunătățit în Anglia. După mai multe încercări nereușite bazate pe Watt ale lui Moore, William Murdoch și William Symington, vehiculul feroviar al lui Richard Travisick a fost creat pentru mina de cărbune din Welsh. Un inventator activ a venit pe lume: din minele subterane a urcat la pământ și în 1802 a prezentat omenirii o mașină puternică de pasageri care atingea o viteză de 15 km/h pe teren plan și 6 km/h în creștere.
Previzualizare - clic pentru a mări.
Vehiculele cu feribot au fost folosite din ce în ce mai mult și în Statele Unite: Nathan Reed a surprins oamenii din Philadelphia în 1790 cu model de mașină cu abur... Cu toate acestea, compatriotul său Oliver Evans a devenit și mai faimos, care paisprezece ani mai târziu a inventat mașina amfibie. După Războaiele napoleoniene, timp în care nu s-au efectuat „experimente cu mașini”, s-au reînceput lucrările inventarea si perfectionarea motorului cu abur... În 1821, putea fi considerat perfect și suficient de fiabil. De atunci, fiecare pas înainte în domeniul vehiculelor alimentate cu abur a contribuit cu siguranță la dezvoltarea viitoarelor mașini.
În 1825 Sir Goldsworth Garney a organizat prima linie de pasageri pe o porțiune de 171 km de la Londra la Bath. În acest sens, a folosit o trăsură brevetată de el, care avea un motor cu abur. Acesta a fost începutul erei vagoanelor rutiere de mare viteză, care însă au dispărut în Anglia, dar s-au răspândit în Italia și Franța. Astfel de vehicule au atins cea mai mare dezvoltare odată cu apariția în 1873 „Reverance” Amede Balle cu o greutate de 4500 kg și „Mansel” - mai compacte, cântărind puțin peste 2500 kg și atingând o viteză de 35 km/h. Ambii au fost precursori ai tehnicii de performanță care a devenit caracteristică primelor mașini „adevărate”. În ciuda vitezei mari randamentul motorului cu abur era foarte mic. Bolle a fost cel care a patentat primul sistem de direcție care funcționează bine și a aranjat atât de bine elementele de direcție și de control, încât îl vedem și astăzi pe bord.
Previzualizare - clic pentru a mări.
În ciuda progresului extraordinar în domeniul motorului cu ardere internă, puterea aburului a oferit încă o funcționare mai uniformă și mai lină a mașinii și, prin urmare, a avut mulți susținători. La fel ca Bolle, care a construit alte mașini ușoare, precum Rapide în 1881 cu o viteză de 60 km/h, Nouvelle în 1873, care avea o punte față cu suspensie independentă, Leon Chevrolet a lansat mai multe mașini între 1887 și 1907. cu un generator de abur ușor și compact, brevetat de el în 1889. Compania De Dion-Bouton, fondată la Paris în 1883, a produs mașini cu motoare cu abur în primii zece ani de existență și a obținut un succes semnificativ - mașinile sale au câștigat cursa Paris-Rouen în 1894.
Previzualizare - clic pentru a mări.
Succesul lui Panhard et Levassor în utilizarea benzinei a dus, însă, la faptul că De Dion a trecut și la motoarele cu ardere internă. Când frații Bolle au preluat compania tatălui lor, au făcut același lucru. Apoi compania Chevrolet și-a refăcut producția. Mașinile alimentate cu abur au dispărut de la orizont din ce în ce mai repede, deși erau folosite în Statele Unite chiar înainte de 1930. Chiar în acest moment, producția s-a oprit și inventarea motoarelor cu abur
Primul motor cu abur în vid cu doi cilindri din Rusia a fost proiectat de mecanicul I.I. Polzunov în 1763 și construit în 1764 în Barnaul. James Watt, care a fost membru al comisiei de acceptare a invenției lui Polzunov, în aprilie 1784 la Londra primește un brevet pentru o mașină cu abur și este considerat inventatorul acesteia!Polzunov, Ivan Ivanovici
- un mecanic care a amenajat primul motor cu abur din Rusia; fiu al unui soldat al companiilor montane Ekaterinburg, a intrat la școala de aritmetică din Ekaterinburg la zece ani, unde a absolvit cursul cu gradul de student mecanic. Printre câțiva tineri, Polzunov a fost trimis la Barnaul la fabricile de minerit de stat, unde în 1763 era shikhtmeister. Fiind angajat în construcția de mașini cu motoare cu apă folosite la topitorii și mine, Polzunov a atras atenția asupra dificultății amenajării unor astfel de mașini în zone departe de râuri și s-a hotărât pe ideea de a folosi aburul ca motor. Există unele dovezi care sugerează că acest gând nu i-a venit în mod independent, ci sub influența cărții lui Schlatter: „Comprehensive Instructions for Ore Business” (Sankt. Petersburg, 1760), în al zecelea capitol al căruia prima descriere a unui motor cu abur, și anume o mașină, este tipărită în rusă Newcomen. Polzunov a preluat cu energie punerea în aplicare a ideii sale, a început să studieze rezistența și proprietățile vaporilor de apă, a întocmit desene, a făcut modele. După ce s-a asigurat, după cercetări și experimente îndelungate, că este posibil să înlocuiască forța motrice a apei cu abur și să o demonstreze pe modele, Polzunov, în aprilie 1763, a apelat la șeful fabricilor Kolyvano-Voskresensk, generalul-maior AI Poroshin, cu o scrisoare în care după ce a expus motivele care l-au determinat să găsească o nouă forță, a cerut fonduri pentru a construi „mașina de foc” pe care o inventase. Despre proiectul lui Polzunov a fost raportat Cabinetului Majestății Sale cu o petiție pentru eliberarea sumei necesare pentru construcția mașinii. Potrivit raportului Cabinetului, a urmat un decret al Ecaterinei a II-a, cu care ea, „pentru o mare încurajare”, l-a acordat mecanicilor lui Polzunov cu un salariu și gradul de căpitan-locotenent inginer, a ordonat să emită 400 de ruble drept recompensă. . și a subliniat, „dacă nu este nevoie de el la fabrici, trimiteți-l la Sankt Petersburg, cu argint” pentru doi-trei ani la Academia de Științe pentru a reface educația. Dar autoritățile nu l-au eliberat pe Polzunov și au cerut ca acesta să fie trimis la Academia de Științe pentru o perioadă de timp pentru a fi anulat, „pentru că aici, pentru a pune în practică acea mașinărie în perechi, trebuie să fie o nevoie extremă”. Având în vedere acest lucru, Polzunov a trebuit să rămână în Siberia până la finalul cazului. Până atunci, eliberarea celor 400 de ruble menționate mai sus a fost și ea amânată. Conform devizului prezentat de acesta, i-au fost eliberate sumele și materialele necesare și i s-a oferit posibilitatea de a începe construcția. 20 mai 1765 Polzunov a raportat deja că munca pregatitoare finalizat și că mașina va fi operațională în octombrie a aceluiași an. Dar până atunci mașina nu era gata. O masă de dificultăți neprevăzute și lipsa de experiență a muncitorilor au încetinit progresul lucrării. În plus, multe dintre materialele necesare pentru construirea mașinii nu au putut fi obținute în Siberia. A trebuit să le scriu din Ekaterinburg și să aștept livrarea în câteva luni. În decembrie 1765, Polzunov a terminat mașina, cheltuind 7435 de ruble pe ea. 51 de copeici Cu toate acestea, nu a reușit să-și vadă invenția în acțiune. Testul mașinii a fost programat la Barnaul pe 20 mai 1766, iar pe 16 mai a aceluiași an, Polzunov murise deja „din cauza sângerării laringiene severe”. Mașina lui Polzunov, sub îndrumarea studenților săi Levzin și Cernitsin, a topit 9335 p. Din minereurile Zmeenogorsk în Barnaul în decurs de două luni, dar în curând funcționarea sa în Barnaul a fost întreruptă „ca inutilă”, și nu există informații dacă a fost folosit pe acelea. care nu avea motoare cu apă Uzina Zmeinogorsk și mina Semyonovsky, unde a fost inițial intenționată de inventator însuși și superiorii săi, În 1780, „construite de Polzunov, mașina și structura, operate în perechi, au fost sparte. " Muzeul Minier Barnaul are un model al mașinii lui Polzunov. Lui Polzunov nu i se poate recunoaște, așa cum o fac unii, onoarea de a inventa primul motor cu abur. Cu toate acestea, mașina lui Polzunov a fost într-adevăr primul motor cu abur construit în Rusia și care nu a fost comandat din străinătate; utilizarea unui motor cu abur în 1765, nu pentru ridicarea apei, ci pentru un alt scop industrial, ar trebui considerată o invenție independentă, deoarece în Anglia prima utilizare a unui motor cu abur pentru injectarea aerului a fost făcută abia în 1765.
Posibilitățile de utilizare a energiei aburului erau cunoscute la începutul erei noastre. Acest lucru este confirmat de un dispozitiv numit eolipilul lui Geron, creat de mecanicul grec antic Heron din Alexandria. O invenție străveche poate fi atribuită unei turbine cu abur, a cărei bilă s-a rotit din cauza forței jeturilor de vapori de apă.
A devenit posibilă adaptarea aburului pentru a funcționa motoarele în secolul al XVII-lea. Ei nu au folosit o astfel de invenție pentru mult timp, dar a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea omenirii. În plus, istoria inventării motoarelor cu abur este foarte fascinantă.
Concept
Un motor cu abur este format dintr-un motor termic cu ardere externă, care, din energia vaporilor de apă, creează o mișcare mecanică a unui piston, care, la rândul său, rotește arborele. Puterea unui motor cu abur este de obicei măsurată în wați.
Istoria inventiei
Istoria invenției motoarelor cu abur este asociată cu cunoașterea civilizației grecești antice. Multă vreme, nimeni nu a folosit lucrările acestei epoci. În secolul al XVI-lea, s-a încercat crearea unei turbine cu abur. Fizicianul și inginerul turc Takiyuddin ash-Shami a lucrat la asta în Egipt.
Interesul pentru această problemă a reapărut în secolul al XVII-lea. În 1629, Giovanni Branca și-a propus propria versiune a turbinei cu abur. Cu toate acestea, invențiile au pierdut multă energie. Evoluțiile ulterioare au necesitat condiții economice adecvate care aveau să apară mai târziu.
Denis Papin este considerat a fi primul care a inventat motorul cu abur. Invenția a fost un cilindru cu piston care se ridică din cauza aburului și coboară ca urmare a îngroșării acestuia. Dispozitivele lui Severy și Newcomen (1705) aveau același principiu de funcționare. Echipamentul a fost folosit pentru pomparea apei din mine.
Dispozitivul a fost în cele din urmă îmbunătățit de Watt în 1769.
Invențiile lui Denis Papin
Denis Papin a fost medic de pregătire. Născut în Franța, s-a mutat în Anglia în 1675. Este cunoscut pentru multe dintre invențiile sale. Una dintre ele este o oală sub presiune numită Cazanul lui Papen.
El a putut identifica relația dintre două fenomene și anume punctul de fierbere al lichidului (apa) și presiunea care apare. Datorită acestui fapt, a creat un cazan etanș, în interiorul căruia a crescut presiunea, datorită căruia apa a fiert mai târziu decât de obicei și temperatura de procesare a produselor introduse în ea a crescut. Astfel, viteza de gătit a fost mărită.
În 1674, un inventator medical a creat un motor cu pulbere. Munca lui a constat în faptul că atunci când praful de pușcă s-a aprins, pistonul se mișca în cilindru. În cilindru s-a format un vid slab, iar presiunea atmosferică a readus pistonul la locul său. Elementele gazoase rezultate au ieșit prin supapă, iar cele rămase au fost răcite.
Până în 1698, Papen a reușit să creeze o unitate bazată pe același principiu, care funcționează nu pe praf de pușcă, ci pe apă. Astfel, a fost creat primul motor cu abur. În ciuda progresului semnificativ la care ar putea duce ideea, ea nu a adus beneficii semnificative inventatorului său. Acest lucru s-a datorat faptului că mai devreme un alt mecanic, Severy, patentase deja pompa de abur și până atunci nu inventaseră încă o altă aplicație pentru astfel de unități.
Denis Papin a murit la Londra în 1714. În ciuda faptului că prima mașină cu abur a fost inventată de el, a lăsat această lume în nevoie și singurătate.
invențiile lui Thomas Newcomen
Englezul Newcomen s-a dovedit a avea mai mult succes în ceea ce privește dividendele. Când Papen și-a creat mașina, Thomas avea 35 de ani. A studiat cu atenție opera lui Savery și Papen și a putut înțelege deficiențele ambelor modele. Din acestea a luat toate cele mai bune idei.
Până în 1712, în colaborare cu maestrul de sticlă și instalații sanitare John Callie, a creat primul său model. Așa a continuat istoria inventării motoarelor cu abur.
Modelul creat poate fi explicat pe scurt după cum urmează:
- Designul a combinat un cilindru vertical și un piston, ca cel al lui Papen.
- Aburul a fost creat într-un cazan separat, care a funcționat pe principiul mașinii Svery.
- Etanșeitatea în cilindrul de abur a fost realizată datorită pielii, care a fost înfășurată în jurul pistonului.
Unitatea lui Newcomen a ridicat apa din mine folosind presiunea atmosferică. Mașina se remarca prin dimensiunile sale solide și necesita o cantitate mare de cărbune pentru a funcționa. În ciuda acestor neajunsuri, modelul lui Newcomen a fost folosit în mine timp de o jumătate de secol. A permis chiar redeschiderea minelor care fuseseră abandonate din cauza inundațiilor de către apele subterane.
În 1722, creația lui Newcomen și-a dovedit eficacitatea, pompând apă dintr-o navă din Kronstadt în doar două săptămâni. Un sistem de moară de vânt ar putea face asta într-un an.
Datorită faptului că mașina se baza pe versiuni timpurii, mecanicul englez nu a putut obține un brevet pentru ea. Designerii au încercat să aplice invenția la mișcarea vehiculului, dar nu au reușit. Istoria invenției motoarelor cu abur nu s-a încheiat aici.
Invenția lui Watt
James Watt a fost primul care a inventat echipamente compacte, dar puternice. Motorul cu abur a fost primul de acest gen. Un mecanic de la Universitatea din Glasgow a început să repare generatorul de abur al lui Newcomen în 1763. În urma renovării, el și-a dat seama cum să reducă consumul de combustibil. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să mențineți cilindrul într-o stare de încălzire constantă. Cu toate acestea, motorul cu abur al lui Watt nu putea fi gata până când problema condensului aburului nu a fost rezolvată.
Soluția a venit când mecanicul a trecut pe lângă spălătorii și a observat că de sub capacele cazanului ieșeau nori de abur. Și-a dat seama că aburul este un gaz și trebuie să se miște într-un cilindru cu presiune redusă.
Sigilând interiorul cilindrului de abur cu frânghie de cânepă îmbibat cu ulei, Watt a reușit să renunțe la presiunea atmosferică. Acesta a fost un mare pas înainte.
În 1769, un mecanic a primit un brevet, care spunea că temperatura motorului într-o mașină cu abur va fi întotdeauna egală cu temperatura aburului. Cu toate acestea, lucrurile pentru nefericitul inventator nu au mers așa de bine pe cât se aștepta. A fost obligat să ipotecheze un brevet pentru datorii.
În 1772 l-a cunoscut pe Matthew Bolton, care era un industriaș bogat. El a cumpărat și ia returnat lui Watt brevetele sale. Inventatorul s-a întors la muncă, sprijinit de Bolton. În 1773, motorul cu abur al lui Watt a trecut un test și a arătat că consumă mult mai puțin cărbune decât omologii săi. Un an mai târziu, producția mașinilor sale a început în Anglia.
În 1781, inventatorul a reușit să breveteze următoarea sa creație - un motor cu abur pentru conducerea mașinilor-unelte industriale. După un timp, toate aceste tehnologii vor face posibilă deplasarea trenurilor și a vaporilor cu ajutorul aburului. Acest lucru va întoarce complet viața unei persoane cu susul în jos.
Unul dintre oamenii care a schimbat viața multora a fost James Watt, al cărui motor cu abur a accelerat progresul tehnologic.
Invenția lui Polzunov
Proiectul primului motor cu abur care ar putea antrena o varietate de mecanisme de lucru a fost creat în 1763. A fost dezvoltat de mecanicul rus I. Polzunov, care a lucrat la uzinele miniere din Altai.
Șeful fabricilor a fost familiarizat cu proiectul și a primit aprobarea pentru crearea dispozitivului de la Sankt Petersburg. Motorul cu abur Polzunov a fost recunoscut, iar munca la crearea sa a fost încredințată autorului proiectului. Acesta din urmă a dorit să asambleze mai întâi modelul în miniatură pentru a identifica și elimina eventualele defecte care nu sunt vizibile pe hârtie. Cu toate acestea, i s-a ordonat să înceapă să construiască o mașină mare și puternică.
Polzunov a primit asistenți, dintre care doi erau înclinați spre mecanică, iar doi urmau să efectueze lucrări auxiliare. A fost nevoie de un an și nouă luni pentru a construi motorul cu abur. Când motorul cu abur al lui Polzunov era aproape gata, s-a îmbolnăvit de consum. Creatorul a murit cu câteva zile înainte de primele teste.
Toate acțiunile din mașină au avut loc automat, putând funcționa continuu. Acest lucru a fost dovedit în 1766, când studenții lui Polzunov și-au condus testele finale. O lună mai târziu, echipamentul a fost pus în funcțiune.
Mașina nu numai că a plătit pentru banii cheltuiți, ci a făcut și profit pentru proprietarii săi. Până în toamnă, centrala a început să curgă, iar lucrările s-au oprit. Unitatea putea fi reparată, dar acest lucru nu i-a interesat pe șefii fabricii. Mașina a fost abandonată, iar un deceniu mai târziu a fost demontată ca fiind inutilă.
Principiul de funcționare
Este necesar un cazan de abur pentru a funcționa întregul sistem. Aburul generat se extinde și apasă pe piston, rezultând mișcarea pieselor mecanice.
Principiul de funcționare este cel mai bine explorat folosind ilustrația de mai jos.
Dacă nu pictați detaliile, atunci munca motorului cu abur este de a converti energia aburului în mișcarea mecanică a pistonului.
Eficienţă
Eficiența unei mașini cu abur este determinată de raportul dintre lucrul mecanic util în raport cu cantitatea de căldură consumată conținută în combustibil. Calculul nu ia în considerare energia care este eliberată în mediu sub formă de căldură.
Eficiența unui motor cu abur este măsurată ca procent. Eficiența practică va fi de 1-8%. În prezența unui condensator și a extinderii căii de curgere, indicatorul poate crește până la 25%.
Avantaje
Principalul avantaj al echipamentelor cu abur este că centrala poate folosi ca combustibil orice sursă de căldură, atât cărbune, cât și uraniu. Acest lucru îl deosebește semnificativ de un motor cu ardere internă. În funcție de tipul acestuia din urmă, este necesar un anumit tip de combustibil.
Istoria invenției motoarelor cu abur a arătat avantaje care sunt vizibile și astăzi, deoarece energia nucleară poate fi folosită pentru un analog cu abur. În sine, un reactor nuclear nu își poate transforma energia în lucru mecanic, dar este capabil să genereze cantități mari de căldură. Acesta este apoi folosit pentru a genera abur, care va pune mașina în mișcare. Energia solară poate fi folosită în același mod.
Locomotivele cu abur funcționează bine la altitudini mari. Eficiența lor nu suferă de presiunea atmosferică scăzută în munți. Locomotivele cu abur sunt încă folosite în munții Americii Latine.
Noi versiuni de locomotive cu abur uscat sunt folosite în Austria și Elveția. Ele prezintă o eficiență ridicată datorită multor îmbunătățiri. Nu sunt pretențioși în întreținere și consumă fracțiuni ușoare de ulei ca combustibil. În ceea ce privește indicatorii economici, aceștia sunt comparabili cu locomotivele electrice moderne. În același timp, locomotivele cu abur sunt mult mai ușoare decât omologii lor diesel și electric. Acesta este un mare avantaj pe teren montan.
Defecte
Dezavantajele includ, în primul rând, eficiența scăzută. La aceasta se adaugă volumul structurii și viteza redusă. Acest lucru a devenit deosebit de vizibil după apariția motorului cu ardere internă.
Aplicație
Cine a inventat motorul cu abur este deja cunoscut. Rămâne să aflăm unde au fost folosite. Până la mijlocul secolului al XX-lea, motoarele cu abur erau folosite în industrie. Au fost folosite și pentru transportul feroviar și cu abur.
Fabrici care au exploatat motoare cu abur:
- zahăr;
- cutii de chibrituri;
- fabrici de hârtie;
- textile;
- întreprinderile alimentare (în unele cazuri).
Turbinele cu abur fac, de asemenea, parte din acest echipament. Generatoarele de energie electrică încă lucrează cu ajutorul lor. Aproximativ 80% din electricitatea mondială este generată cu ajutorul turbinelor cu abur.
La timp au fost create tipuri diferite transport alimentat de un motor cu abur. Unele nu au prins rădăcini din cauza unor probleme nerezolvate, în timp ce altele continuă să lucreze și astăzi.
Transport cu abur:
- auto;
- tractor;
- excavator;
- avion;
- locomotivă;
- navă;
- tractor.
Aceasta este istoria inventării motoarelor cu abur. Putem lua în considerare pe scurt un bun exemplu de mașină de curse Serpoll, creată în 1902. A stabilit un record mondial de viteză de 120 km pe oră pe uscat. De aceea mașinile cu abur erau competitive în raport cu omologii electrici și pe benzină.
Deci, în SUA, în 1900, majoritatea motoarelor cu abur au fost produse. S-au întâlnit pe drumuri până în anii treizeci ai secolului al XX-lea.
Cele mai multe dintre aceste vehicule au devenit nepopulare după apariția motorului cu ardere internă, a cărui eficiență este mult mai mare. Astfel de mașini erau mai economice, în timp ce ușoare și rapide.
Steampunk ca tendință în era motoarelor cu abur
Vorbind de motoarele cu abur, aș dori să menționez tendința populară - steampunk. Termenul este format din două cuvinte englezești- „abur” și „protest”. Steampunk este un fel de science fiction care spune povestea celei de-a doua jumătăți a secolului al XIX-lea în Anglia victoriană. Această perioadă din istorie este adesea denumită Epoca aburului.
Toate lucrările au unul trăsătură distinctivă- povestesc despre viața celei de-a doua jumătate a secolului al XIX-lea, stilul narațiunii seamănă în același timp cu romanul lui H.G. Wells „Mașina timpului”. Ploturile descriu peisaje ale orașului, clădiri publice, tehnologie. O atenție deosebită este acordată aeronavelor, mașinilor vechi, invențiilor bizare. Toate piesele metalice au fost fixate cu nituri, deoarece sudarea nu a fost încă folosită.
Termenul „steampunk” a apărut în 1987. Popularitatea sa provine din apariția motorului de diferență. A fost scrisă în 1990 de William Gibson și Bruce Sterling.
V începutul XXI secolului, mai multe filme celebre au fost lansate în această direcție:
- "Mașina timpului";
- Liga Domnilor Extraordinari;
- "Van Helsing".
Precursorii steampunk-ului includ lucrările lui Jules Verne și Grigory Adamov. Interesul pentru acest domeniu se manifestă din când în când în toate sferele vieții - de la cinema până la hainele de zi cu zi.
