ความสนใจในไอน้ำในฐานะแหล่งพลังงานที่เข้าถึงได้ปรากฏขึ้นพร้อมกับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกในสมัยโบราณ ผู้คนพยายามควบคุมพลังงานนี้มาเป็นเวลาสามพันปีแล้ว อะไรคือขั้นตอนหลักของเส้นทางนี้? การไตร่ตรองและโครงการของใครที่สอนมนุษยชาติให้ได้รับประโยชน์สูงสุดจากมัน?
ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการปรากฏตัวของเครื่องยนต์ไอน้ำ
ความต้องการกลไกที่สามารถอำนวยความสะดวกในกระบวนการที่ใช้แรงงานมากนั้นมีอยู่เสมอ จนถึงกลางศตวรรษที่ 18 กังหันลมและกังหันน้ำถูกใช้เพื่อการนี้ ความเป็นไปได้ของการใช้พลังงานลมโดยตรงนั้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างของสภาพอากาศ และต้องใช้กังหันน้ำสร้างโรงงานริมตลิ่ง ซึ่งไม่สะดวกและสมควรเสมอไป และประสิทธิภาพของทั้งสองก็ต่ำมาก ฉันต้องการเครื่องยนต์ใหม่โดยพื้นฐานจัดการได้ง่ายและปราศจากข้อเสียเหล่านี้
ประวัติการประดิษฐ์และปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำ
การสร้างเครื่องจักรไอน้ำเป็นผลมาจากการไตร่ตรองอย่างถี่ถ้วน ความสำเร็จและความล้มเหลวของความหวังของนักวิทยาศาสตร์หลายคน
จุดเริ่มต้นของทาง
โครงการแรกแบบครั้งเดียวเป็นเพียงความอยากรู้ที่น่าสนใจ ตัวอย่างเช่น อาร์คิมิดีสออกแบบปืนใหญ่ไอน้ำ นกกระสาแห่งอเล็กซานเดรียใช้พลังงานไอน้ำเปิดประตูวัดโบราณ และนักวิจัยพบหมายเหตุเกี่ยวกับการใช้พลังงานไอน้ำเพื่อกระตุ้นกลไกอื่นๆ ในการทำงาน เลโอนาร์โด ดา วินชี.
ลองพิจารณาโครงการที่สำคัญที่สุดในหัวข้อนี้
ในศตวรรษที่ 16 วิศวกรชาวอาหรับ Tagi al-Din ได้พัฒนาโครงการสำหรับกังหันไอน้ำแบบดั้งเดิม แต่ การใช้งานจริงมันไม่ได้รับเนื่องจากการกระเจิงของไอพ่นไอน้ำที่ส่งไปยังใบพัดของกังหัน
กรอไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วสู่ยุคกลางของฝรั่งเศส นักฟิสิกส์และนักประดิษฐ์ที่มีความสามารถ Denis Papin หลังจากโครงการที่ไม่ประสบความสำเร็จมากมายหยุดที่การออกแบบต่อไปนี้: กระบอกสูบแนวตั้งเต็มไปด้วยน้ำซึ่งติดตั้งลูกสูบไว้
กระบอกถูกทำให้ร้อนน้ำต้มและระเหย ไอน้ำขยายตัวยกลูกสูบขึ้น ได้รับการแก้ไขที่จุดยกด้านบนและคาดว่ากระบอกสูบจะเย็นลงและไอน้ำควบแน่น หลังจากการควบแน่นของไอน้ำในกระบอกสูบ เกิดสุญญากาศขึ้น ลูกสูบที่ปลดจากการยึดถูกผลักเข้าไปในสุญญากาศภายใต้อิทธิพลของความดันบรรยากาศ การตกของลูกสูบครั้งนี้ควรจะใช้เป็นจังหวะการทำงาน
ดังนั้นจังหวะที่เป็นประโยชน์ของลูกสูบจึงเกิดจากการก่อตัวของสุญญากาศเนื่องจากการควบแน่นของไอน้ำและความดันภายนอก (บรรยากาศ)
เพราะรถจักรไอน้ำปาเปนเช่นเดียวกับโครงการต่อมาส่วนใหญ่ถูกตั้งชื่อว่าเครื่องจักรไอน้ำ
การออกแบบนี้มีข้อเสียที่สำคัญมาก - ไม่ได้ระบุความสามารถในการทำซ้ำของวัฏจักรเดนิสเกิดความคิดที่จะไม่ได้ไอน้ำในกระบอกสูบ แต่แยกจากกันในหม้อต้มไอน้ำ
Denis Papin เข้าสู่ประวัติศาสตร์ของการสร้างเครื่องจักรไอน้ำในฐานะนักประดิษฐ์ของ รายละเอียดที่สำคัญ- หม้อไอน้ำ
และเนื่องจากพวกมันเริ่มได้รับไอน้ำจากภายนอกกระบอกสูบ เครื่องยนต์เองก็ผ่านเข้าสู่หมวดหมู่ของเครื่องยนต์สันดาปภายนอก แต่เนื่องจากขาดกลไกการกระจายเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานไม่ขาดตอน โครงการเหล่านี้จึงแทบไม่พบการใช้งานจริงใดๆ
ก้าวใหม่ในการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำ
เป็นเวลาประมาณ 50 ปี ที่ใช้สูบน้ำในเหมืองถ่านหิน ปั๊มไอน้ำของ Thomas Newcomenโดยส่วนใหญ่ทำซ้ำการออกแบบก่อนหน้านี้ แต่มีนวัตกรรมที่สำคัญมาก - ท่อสำหรับกำจัดไอน้ำควบแน่นและวาล์วนิรภัยสำหรับปล่อยไอน้ำส่วนเกิน
ข้อเสียที่สำคัญคือต้องให้ความร้อนกับกระบอกสูบก่อนการฉีดไอน้ำ จากนั้นจึงทำให้เย็นลงก่อนเกิดการควบแน่น แต่ความต้องการเครื่องยนต์ดังกล่าวมีมากจนแม้จะไร้ประสิทธิภาพอย่างเห็นได้ชัด แต่สำเนาสุดท้ายของเครื่องจักรเหล่านี้ยังให้บริการจนถึงปี 1930
ในปี ค.ศ. 1765 ช่างกลชาวอังกฤษ เจมส์ วัตต์,ดำเนินการปรับปรุงเครื่อง Newcomen แยกคอนเดนเซอร์ออกจากถังไอน้ำ
ตอนนี้คุณสามารถทำให้กระบอกสูบร้อนอยู่ตลอดเวลา ประสิทธิภาพของเครื่องเพิ่มขึ้นทันที ในปีถัดมา Watt ได้ปรับปรุงโมเดลของเขาอย่างมีนัยสำคัญ โดยติดตั้งอุปกรณ์สำหรับจ่ายไอน้ำจากด้านใดด้านหนึ่ง
มันเป็นไปได้ที่จะใช้เครื่องนี้ไม่เพียง แต่เป็นเครื่องสูบน้ำ แต่ยังสำหรับการขับเครื่องมือกลต่างๆ วัตต์ได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ของเขา - เครื่องยนต์ไอน้ำแบบต่อเนื่อง การผลิตจำนวนมากของเครื่องจักรเหล่านี้เริ่มต้นขึ้น
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 มีการนำเครื่องยนต์ไอน้ำมากกว่า 320 วัตต์มาใช้งานในอังกฤษ ประเทศอื่น ๆ ในยุโรปก็เริ่มซื้อพวกเขาเช่นกัน สิ่งนี้มีส่วนทำให้การผลิตภาคอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมากในหลายภาคส่วนของทั้งอังกฤษและประเทศเพื่อนบ้าน
ยี่สิบปีก่อน Watt ในรัสเซียในโครงการ รถจักรไอน้ำช่างอัลไต Ivan Ivanovich Polzunov ทำงาน
หัวหน้าโรงงานขอให้เขาสร้างหน่วยที่จะขับเคลื่อนเครื่องเป่าลมของเตาหลอม
เครื่องจักรที่เขาสร้างขึ้นนั้นเป็นเครื่องยนต์สองสูบและให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับมันทำงานอย่างต่อเนื่อง
หลังจากทำงานสำเร็จมานานกว่าหนึ่งเดือนครึ่งแล้วหม้อไอน้ำก็เริ่มรั่ว ถึงเวลานี้ Polzunov เองก็ไม่มีชีวิตอยู่อีกต่อไป พวกเขาไม่ได้ซ่อมรถ และการสร้างสรรค์ที่ยอดเยี่ยมของนักประดิษฐ์ชาวรัสเซียคนเดียวก็ลืมไป
เนื่องจากความล้าหลังของรัสเซียในขณะนั้น โลกได้เรียนรู้เกี่ยวกับการประดิษฐ์ของ II Polzunov อย่างล่าช้า….
ดังนั้น ในการขับเคลื่อนเครื่องยนต์ไอน้ำ จำเป็นต้องมีไอน้ำที่เกิดจากหม้อต้มไอน้ำ ขยายตัว กดลูกสูบหรือใบพัดกังหัน จากนั้นการเคลื่อนที่ของพวกมันก็ถูกส่งไปยังชิ้นส่วนกลไกอื่นๆ
การใช้เครื่องจักรไอน้ำในการขนส่ง
แม้ว่าที่จริงแล้วประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำในเวลานั้นจะไม่เกิน 5% แต่เมื่อถึงปลายศตวรรษที่ 18 พวกเขาก็เริ่มมีการใช้งานอย่างแข็งขัน เกษตรกรรมและในการขนส่ง:
- รถที่มีเครื่องยนต์ไอน้ำปรากฏในฝรั่งเศส
- ในสหรัฐอเมริกา เรือกลไฟเริ่มวิ่งระหว่างเมืองฟิลาเดลเฟียและเบอร์ลิงตัน
- มีการแสดงรถจักรไอน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำในอังกฤษ
- ชาวนารัสเซียจากจังหวัด Saratov ได้จดสิทธิบัตรรถแทรกเตอร์แบบตีนตะขาบขนาด 20 แรงม้าที่เขาสร้างขึ้น กับ.;
- มีความพยายามซ้ำแล้วซ้ำเล่าเพื่อสร้างเครื่องบินด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำ แต่น่าเสียดายที่พลังงานต่ำของหน่วยเหล่านี้ที่มีน้ำหนักมากของเครื่องบินทำให้ความพยายามเหล่านี้ไม่ประสบความสำเร็จ
ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 เครื่องยนต์ไอน้ำซึ่งมีบทบาทในความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีของสังคมกำลังหลีกทางให้มอเตอร์ไฟฟ้า
อุปกรณ์ไอน้ำในศตวรรษที่ 21
ด้วยการถือกำเนิดของแหล่งพลังงานใหม่ในศตวรรษที่ 20 และ 21 ความจำเป็นในการใช้พลังงานไอน้ำก็ปรากฏขึ้นอีกครั้ง กังหันไอน้ำกำลังกลายเป็นส่วนสำคัญของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ไอน้ำที่ให้พลังงานนั้นได้มาจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์
กังหันเหล่านี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการควบแน่นของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน
ในหลายประเทศ มีการทดลองเพื่อให้ได้ไอน้ำจากพลังงานแสงอาทิตย์
เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบไม่ได้ถูกลืมเช่นกัน ในที่ราบสูงเป็นหัวรถจักร รถจักรไอน้ำยังคงใช้อยู่
พนักงานที่เชื่อถือได้เหล่านี้ทั้งปลอดภัยและถูกกว่า พวกเขาไม่ต้องการสายไฟและเชื้อเพลิง - ไม้และถ่านหินราคาถูกอยู่ใกล้แค่เอื้อม
เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้สามารถดักจับการปล่อยบรรยากาศได้ถึง 95% และเพิ่มประสิทธิภาพได้ถึง 21% ดังนั้นผู้คนจึงตัดสินใจที่จะไม่มีส่วนร่วมกับพวกเขาในตอนนี้และกำลังทำงานเกี่ยวกับหัวรถจักรไอน้ำรุ่นใหม่
หากข้อความนี้มีประโยชน์สำหรับคุณ ยินดีที่ได้พบคุณ
ในความคิดของคนส่วนใหญ่ในยุคของสมาร์ทโฟน รถไอน้ำเป็นสิ่งที่โบราณที่ทำให้คุณยิ้มได้ หน้าประวัติศาสตร์ของอุตสาหกรรมยานยนต์ที่ร้อนแรงนั้นสดใสมาก และหากไม่มีพวกเขา ก็ยากที่จะจินตนาการถึงการขนส่งสมัยใหม่โดยทั่วไป ไม่ว่าความคลางแคลงใจจากการออกกฎหมายจะหนักหนาเพียงใด เช่นเดียวกับนักวิ่งเต้นน้ำมัน ประเทศต่างๆเพื่อจำกัดการพัฒนารถสำหรับคู่รัก พวกเขาทำได้เพียงชั่วขณะหนึ่งเท่านั้น ท้ายที่สุดแล้วรถจักรไอน้ำก็เหมือนสฟิงซ์ แนวคิดเรื่องรถยนต์สำหรับคู่รัก (เช่น บนเครื่องยนต์สันดาปภายนอก) มีความเกี่ยวข้องจนถึงทุกวันนี้
ในความคิดของคนส่วนใหญ่ในยุคของสมาร์ทโฟน รถไอน้ำเป็นสิ่งที่โบราณที่ทำให้คุณยิ้มได้
ดังนั้นในปี พ.ศ. 2408 ประเทศอังกฤษจึงมีการสั่งห้ามการเคลื่อนที่ของรถม้าขับเคลื่อนด้วยตนเองความเร็วสูงบนไดรฟ์ไอน้ำ พวกเขาถูกห้ามไม่ให้เคลื่อนที่เร็วกว่า 3 กม. / ชม. ในเมืองและไม่ให้พ่นไอน้ำเพื่อไม่ให้ม้าตกใจกับรถม้าธรรมดา รถบรรทุกไอน้ำที่ร้ายแรงและจับต้องได้มากที่สุดคือในปี 1933 กฎหมายว่าด้วยภาษีสำหรับยานพาหนะหนัก เฉพาะในปี พ.ศ. 2477 เมื่อภาษีนำเข้าผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมลดลง ชัยชนะของเครื่องยนต์เบนซินและดีเซลเหนือเครื่องยนต์ไอน้ำก็ปรากฏให้เห็น
เฉพาะในอังกฤษเท่านั้นที่สามารถเยาะเย้ยความก้าวหน้าในลักษณะที่งดงามและเลือดเย็นได้ ในสหรัฐอเมริกา ฝรั่งเศส อิตาลี สภาพแวดล้อมของนักประดิษฐ์ที่กระตือรือร้นนั้นเต็มไปด้วยความคิด และรถจักรไอน้ำก็มีรูปทรงและลักษณะใหม่ แม้ว่าชาวอังกฤษคิดค้นมีส่วนสำคัญในการพัฒนายานยนต์ไอน้ำ แต่กฎหมายและอคติของทางการไม่อนุญาตให้พวกเขามีส่วนร่วมในการต่อสู้กับเครื่องยนต์สันดาปภายในอย่างเต็มที่ แต่มาพูดถึงทุกอย่างตามลำดับ
ข้อมูลอ้างอิงก่อนประวัติศาสตร์
ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำนั้นเชื่อมโยงกับประวัติการเกิดขึ้นและการปรับปรุงของเครื่องจักรไอน้ำอย่างแยกไม่ออก เมื่อในคริสต์ศตวรรษที่ 1 ก่อนคริสตศักราช อี นกกระสาจากอเล็กซานเดรียเสนอแนวคิดในการทำให้ไอน้ำหมุนเป็นลูกบอลโลหะ และความคิดของเขาก็ถือว่าเป็นอะไรที่มากกว่าความสนุก ทั้งสองความคิดอื่น ๆ กังวลเกี่ยวกับนักประดิษฐ์มากกว่า แต่คนแรกที่วางหม้อต้มไอน้ำบนล้อคือพระ Ferdinand Verbst ในปี ค.ศ. 1672 "ของเล่น" ของเขาได้รับการปฏิบัติอย่างสนุกสนาน แต่สี่สิบปีข้างหน้าก็ไม่สูญเปล่าสำหรับประวัติศาสตร์ของเครื่องจักรไอน้ำ
โครงการลูกเรือขับเคลื่อนด้วยตัวเองของ Isaac Newton (1680) เครื่องมือดับเพลิงของ Thomas Severi (1698) และการติดตั้งในชั้นบรรยากาศของ Thomas Newcomen (1712) แสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลสำหรับการใช้ไอน้ำเพื่อทำงานเกี่ยวกับเครื่องจักร ในตอนแรกเครื่องยนต์ไอน้ำสูบน้ำออกจากเหมืองและยกของขึ้น แต่เมื่อกลางศตวรรษที่ 18 มีการติดตั้งไอน้ำดังกล่าวหลายร้อยแห่งที่สถานประกอบการของอังกฤษ
เครื่องยนต์ไอน้ำคืออะไร? ไอน้ำสามารถเคลื่อนย้ายล้อได้อย่างไร? หลักการของเครื่องจักรไอน้ำนั้นง่าย น้ำร้อนในถังปิดเพื่ออบไอน้ำ ไอน้ำถูกระบายออกทางท่อเข้าไปในกระบอกสูบที่ปิดและบีบลูกสูบออก การเคลื่อนที่แบบแปลนนี้จะถูกส่งไปยังเพลามู่เล่ผ่านก้านสูบที่อยู่ตรงกลาง
แผนผังการทำงานของหม้อไอน้ำในทางปฏิบัตินี้มีข้อเสียที่สำคัญ
ไอน้ำส่วนแรกพุ่งออกมาเป็นไม้กอล์ฟ และลูกสูบที่ระบายความร้อนด้วยน้ำหนักของมันเอง จมลงในจังหวะถัดไป แผนผังการทำงานของหม้อไอน้ำในทางปฏิบัตินี้มีข้อเสียที่สำคัญ การขาดระบบควบคุมแรงดันไอน้ำมักนำไปสู่การระเบิดของหม้อไอน้ำ ต้องใช้เวลาและเชื้อเพลิงอย่างมากในการทำให้หม้อไอน้ำทำงานได้ตามปกติ การเติมเชื้อเพลิงอย่างต่อเนื่องและขนาดมหึมาของโรงงานไอน้ำเพิ่มรายการข้อบกพร่องเท่านั้น
รถยนต์ใหม่ถูกเสนอโดย James Watt ในปี 1765 เขาสั่งให้ไอน้ำที่ลูกสูบบีบออกไปยังห้องควบแน่นเพิ่มเติม และขจัดความจำเป็นในการเติมน้ำในหม้อไอน้ำอย่างต่อเนื่อง ในที่สุด ในปี ค.ศ. 1784 เขาได้แก้ปัญหาเรื่องการกระจายการเคลื่อนที่ของไอน้ำเพื่อที่จะดันลูกสูบไปทั้งสองทิศทาง ต้องขอบคุณสปูลที่เขาสร้างขึ้น เครื่องจักรไอน้ำจึงสามารถทำงานได้โดยไม่หยุดชะงักระหว่างรอบ หลักการของเครื่องยนต์ความร้อนแบบ double-acting นี้เป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีไอน้ำส่วนใหญ่
หลายคนทำงานเพื่อสร้างเครื่องจักรไอน้ำ คนฉลาด... อย่างไรก็ตาม นี่เป็นวิธีง่ายๆ และประหยัดในการรับพลังงานจากแทบไม่มีอะไรเลย
ทัศนศึกษาสั้น ๆ ในประวัติศาสตร์ของรถจักรไอน้ำ
อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าความสำเร็จของชาวอังกฤษในสนามจะยิ่งใหญ่เพียงใด คนแรกที่นำเครื่องจักรไอน้ำขึ้นล้อคือ Nicolas Joseph Cugno ชาวฝรั่งเศส
รถจักรไอน้ำคันแรกของคยุนโฮ
รถของเขาปรากฏบนถนนในปี พ.ศ. 2308 ความเร็วในการเคลื่อนที่ของรถเข็นเป็นสถิติ - 9.5 กม. / ชม. ในนั้นนักประดิษฐ์ได้จัดเตรียมที่นั่งสี่ที่นั่งสำหรับผู้โดยสารซึ่งสามารถหมุนได้อย่างง่ายดาย ความเร็วเฉลี่ย 3.5 กม. / ชม. ความสำเร็จนี้ไม่เพียงพอสำหรับนักประดิษฐ์
ความจำเป็นในการหยุดเติมเชื้อเพลิงด้วยน้ำและจุดไฟใหม่ทุก ๆ กิโลเมตรของทางไม่ใช่ข้อเสียที่มีนัยสำคัญ แต่เป็นเพียงระดับของเทคโนโลยีในเวลานั้นเท่านั้น
เขาตัดสินใจประดิษฐ์รถแทรกเตอร์สำหรับปืนใหญ่ ดังนั้นเกวียนสามล้อที่มีหม้อน้ำขนาดใหญ่อยู่ข้างหน้าจึงถือกำเนิดขึ้น ความจำเป็นในการหยุดเติมเชื้อเพลิงด้วยน้ำและจุดไฟใหม่ทุก ๆ กิโลเมตรของทางไม่ใช่ข้อเสียที่มีนัยสำคัญ แต่เป็นเพียงระดับของเทคโนโลยีในเวลานั้นเท่านั้น
รุ่นต่อไปของ Cugno รุ่น 1770 มีน้ำหนักประมาณหนึ่งตันครึ่ง รถเข็นใหม่สามารถบรรทุกสินค้าได้ประมาณสองตันด้วยความเร็ว 7 กม. / ชม.
Maestro Cugno กังวลมากขึ้นกับแนวคิดในการสร้างเครื่องจักรไอน้ำแรงดันสูง เขาไม่ได้เขินอายแม้แต่น้อยที่หม้อต้มอาจระเบิดได้ คูยุนโฮเป็นผู้คิดค้นการวางเตาไว้ใต้หม้อต้มและนำ "ไฟ" ติดตัวไปด้วย นอกจากนี้ "เกวียน" ของเขาสามารถเรียกได้ว่าเป็นรถบรรทุกคันแรกอย่างถูกต้อง การลาออกของผู้อุปถัมภ์และการปฏิวัติหลายครั้งทำให้เจ้านายไม่สามารถพัฒนาแบบจำลองให้เป็นรถบรรทุกที่เต็มเปี่ยมได้
Oliver Evans ที่เรียนรู้ด้วยตนเองและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำของเขา
แนวคิดในการสร้างเครื่องจักรไอน้ำมีสัดส่วนที่เป็นสากล ในรัฐอเมริกาเหนือ นักประดิษฐ์ Oliver Evans ได้สร้างห้องอบไอน้ำประมาณห้าสิบแห่งโดยใช้เครื่องวัตต์ ในความพยายามที่จะลดขนาดของโรงงานเจมส์ วัตต์ เขาออกแบบเครื่องจักรไอน้ำสำหรับโรงโม่แป้ง อย่างไรก็ตาม โอลิเวอร์ อีแวนส์ ได้รับชื่อเสียงไปทั่วโลกจากรถจักรไอน้ำสะเทินน้ำสะเทินบกของเขา ในปี ค.ศ. 1789 รถคันแรกของเขาในสหรัฐอเมริกาผ่านการทดสอบทางบกและทางน้ำได้สำเร็จ
สำหรับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำของเขาซึ่งเรียกได้ว่าเป็นรถต้นแบบของยานพาหนะทุกพื้นที่ Evans ได้ติดตั้งเครื่องจักรที่มีแรงดันไอน้ำ 10 บรรยากาศ!
เรือโดยสารขนาดเก้าเมตรมีน้ำหนักประมาณ 15 ตัน เครื่องยนต์ไอน้ำขับเคลื่อนล้อหลังและใบพัด อนึ่ง Oliver Evans ยังเป็นผู้สนับสนุนเครื่องจักรไอน้ำแรงดันสูงอีกด้วย สำหรับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำของเขาซึ่งเรียกได้ว่าเป็นรถต้นแบบของยานพาหนะทุกพื้นที่ Evans ได้ติดตั้งเครื่องจักรที่มีแรงดันไอน้ำ 10 บรรยากาศ!
หากนักประดิษฐ์แห่งศตวรรษที่ 18-19 มีเทคโนโลยีแห่งศตวรรษที่ 21 อยู่ในมือ คุณลองนึกภาพออกไหมว่าพวกเขาจะคิดค้นเทคโนโลยีได้มากแค่ไหน !? และมีเทคนิคอะไรอีก!
ศตวรรษที่ XX และ 204 กม. / ชม. บนรถจักรไอน้ำสแตนลีย์
ใช่! ศตวรรษที่ 18 เป็นแรงผลักดันอันทรงพลังในการพัฒนาการขนส่งด้วยไอน้ำ การออกแบบตู้เก็บไอน้ำแบบขับเคลื่อนด้วยตัวเองจำนวนมากและหลากหลายเริ่มเจือจางการขนส่งด้วยสัตว์บนถนนของยุโรปและอเมริกามากขึ้นเรื่อยๆ ในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำได้แพร่หลายและกลายเป็นสัญลักษณ์ของยุคสมัยที่คุ้นเคย เช่นเดียวกับการถ่ายภาพ
ศตวรรษที่ 18 เป็นแรงผลักดันอันทรงพลังในการพัฒนาการขนส่งด้วยไอน้ำ
เป็นบริษัทถ่ายภาพของพวกเขาที่พี่น้องสแตนลีย์ขายในปี พ.ศ. 2440 พวกเขาตัดสินใจที่จะจริงจังกับการผลิตรถจักรไอน้ำในสหรัฐอเมริกา พวกเขาทำเรือข้ามฟากขายดี แต่นี่ไม่เพียงพอสำหรับพวกเขาที่จะสนองแผนการทะเยอทะยานของพวกเขา ท้ายที่สุด พวกเขาเป็นเพียงหนึ่งในผู้ผลิตรถยนต์รายเดียวกัน จนกระทั่งพวกเขาออกแบบ "จรวด" ของพวกเขา
เป็นบริษัทถ่ายภาพของพวกเขาที่พี่น้องสแตนลีย์ขายในปี พ.ศ. 2440 พวกเขาตัดสินใจที่จะจริงจังกับการผลิตรถจักรไอน้ำในสหรัฐอเมริกา
แน่นอน รถยนต์ของสแตนลีย์มีชื่อเสียงว่าเป็นรถที่น่าเชื่อถือ หน่วยไอน้ำตั้งอยู่ที่ด้านหลังและหม้อไอน้ำได้รับความร้อนด้วยน้ำมันเบนซินหรือน้ำมันก๊าด มู่เล่ของเครื่องยนต์ไอน้ำสองสูบแบบดับเบิ้ลแอ็กชั่นไปที่เพลาหลังโดยใช้ระบบส่งกำลังแบบโซ่ Stanley Steamer ไม่มีกรณีของการระเบิดของหม้อไอน้ำ แต่พวกเขาต้องการน้ำกระเซ็น
แน่นอน รถยนต์ของสแตนลีย์มีชื่อเสียงว่าเป็นรถที่น่าเชื่อถือ
ด้วย "จรวด" ของพวกเขา พวกเขาได้สาดส่องไปทั่วโลก 205.4 กม./ชม. ในปี 1906! ไม่มีใครเคยขับเร็วขนาดนี้มาก่อน! รถยนต์ที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในทำลายสถิตินี้เพียง 5 ปีต่อมา ไม้อัดไอน้ำ "จรวด" ของสแตนลีย์กำหนดรูปร่างของรถแข่งมาหลายปีแล้ว แต่หลังจากปี 1917 สแตนลีย์ สตีมเมอร์ ประสบกับการแข่งขันจากฟอร์ด ที ราคาถูกมากขึ้นเรื่อยๆ และลาออก
เรือข้ามฟากที่ไม่เหมือนใครของพี่น้อง Doble
ครอบครัวที่มีชื่อเสียงนี้สามารถต้านทานเครื่องยนต์เบนซินได้ดีจนถึงต้นยุค 30 ของศตวรรษที่ XX พวกเขาไม่ได้สร้างรถยนต์แผ่นเสียง พี่น้องรักเรือข้ามฟากอย่างแท้จริง มิฉะนั้นจะอธิบายหม้อน้ำมือถือและปุ่มจุดระเบิดที่คิดค้นโดยพวกเขาได้อย่างไร? โมเดลของพวกเขาดูไม่เหมือนรถจักรไอน้ำขนาดเล็ก
พี่น้องแอ๊บเนอร์และจอห์นปฏิวัติการขนส่งด้วยไอน้ำ
พี่น้องแอ๊บเนอร์และจอห์นปฏิวัติการขนส่งด้วยไอน้ำ ในการเคลื่อนย้ายรถของเขาไม่จำเป็นต้องอุ่นเครื่องเป็นเวลา 10-20 นาที ปุ่มจุดระเบิดสูบน้ำมันก๊าดจากคาร์บูเรเตอร์เข้าไปในห้องเผาไหม้ เขาไปถึงที่นั่นหลังจากจุดไฟด้วยหัวเทียนแล้ว น้ำอุ่นขึ้นในไม่กี่วินาที และหลังจากนั้นครึ่งนาที ไอน้ำก็สร้างแรงดันที่จำเป็น และคุณก็ไปต่อได้เลย
ไอน้ำเสียถูกส่งไปยังหม้อน้ำสำหรับการควบแน่นและเตรียมสำหรับรอบต่อไป ดังนั้น สำหรับการวิ่งที่ราบรื่น 2,000 กม. รถยนต์ของ Doblov ต้องการน้ำในระบบเพียงเก้าสิบลิตรและน้ำมันก๊าดหลายลิตร ไม่มีใครสามารถเสนอเศรษฐกิจเช่นนี้ได้! บางทีอาจเป็นที่งาน Detroit Auto Show ในปี 1917 ที่ Stanley คุ้นเคยกับแบบจำลองของพี่น้อง Doble และเริ่มลดการผลิตลง
รุ่น E กลายเป็นรถที่หรูหราที่สุดในครึ่งหลังของยุค 20 และมากที่สุด รุ่นล่าสุดรถข้ามฟาก Doblov. ภายในเบาะหนัง ไม้ขัดเงา และกระดูกช้าง ช่วยให้เจ้าของรถพึงพอใจ ในห้องโดยสารดังกล่าว คุณสามารถเพลิดเพลินกับการวิ่งด้วยความเร็วสูงถึง 160 กม. / ชม. เพียง 25 วินาทีเท่านั้นที่แยกโมเมนต์การจุดระเบิดออกจากช่วงเวลาที่สตาร์ท ใช้เวลาอีก 10 วินาทีสำหรับรถยนต์ที่มีน้ำหนัก 1.2 ตันเพื่อเร่งความเร็วที่ 120 กม. / ชม.!
คุณสมบัติความเร็วสูงทั้งหมดนี้รวมอยู่ในเครื่องยนต์สี่สูบ ลูกสูบสองตัวถูกผลักออกโดยไอน้ำแรงดันสูง 140 บรรยากาศ ในขณะที่อีกสองลูกสูบส่งไอน้ำแรงดันต่ำที่ระบายความร้อนด้วยความเย็นไปยังเครื่องควบแน่นหม้อน้ำแบบรังผึ้ง แต่ในช่วงครึ่งแรกของยุค 30 พี่น้อง Doble ที่หล่อเหลาเหล่านี้ไม่ได้ผลิตอีกต่อไป
รถบรรทุกไอน้ำ
อย่างไรก็ตาม ไม่ควรลืมว่าการลากด้วยไอน้ำกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วในการขนส่งสินค้าเช่นกัน มันอยู่ในเมืองที่รถไอน้ำทำให้เกิดอาการแพ้ในหมู่คนเย่อหยิ่ง แต่สินค้าจะต้องจัดส่งในทุกสภาพอากาศและไม่ใช่เฉพาะในเมืองเท่านั้น แล้วรถโดยสารระหว่างเมืองและอุปกรณ์ทางทหารล่ะ? คุณไม่สามารถลงรถขนาดเล็กที่นั่นได้
การขนส่งสินค้ามีข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งเหนือยานพาหนะขนาดเล็ก นั่นคือขนาดของมัน
การขนส่งสินค้ามีข้อได้เปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่งเหนือยานพาหนะขนาดเล็ก นั่นคือขนาดของมัน มันคือพวกมันที่ให้คุณวางโรงไฟฟ้าอันทรงพลังได้ทุกที่ในรถ ยิ่งกว่านั้นจะเพิ่มเพียงความสามารถในการบรรทุกและความสามารถในการข้ามประเทศเท่านั้น และรูปลักษณ์ของรถบรรทุกนั้นไม่ได้สนใจเสมอไป
ในบรรดารถบรรทุกไอน้ำ ฉันต้องการเน้นย้ำถึงทหารรักษาการณ์อังกฤษและนามิของสหภาพโซเวียต แน่นอนว่ายังมีอีกหลายคน เช่น โฟเดน ฟาวเลอร์ ยอร์คเชียร์ แต่ Sentinel และ NAMI กลับกลายเป็นว่าเหนียวแน่นที่สุดและถูกผลิตขึ้นจนถึงปลายทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา พวกเขาสามารถทำงานกับเชื้อเพลิงแข็ง - ถ่านหิน, ไม้, พีท "ธรรมชาติที่กินทุกอย่าง" ของรถบรรทุกเหล่านี้ทำให้พวกเขาแตกต่างจากอิทธิพลของราคาผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม และยังอนุญาตให้นำไปใช้ในที่ที่เข้าถึงยาก
Workaholic Sentinel ที่มีสำเนียงภาษาอังกฤษ
รถบรรทุกสองคันนี้แตกต่างกันไม่เพียงแต่ในประเทศที่ผลิตเท่านั้น หลักการของการจัดเครื่องกำเนิดไอน้ำก็แตกต่างกันเช่นกัน Santinels มีลักษณะเฉพาะโดยการจัดวางเครื่องยนต์ไอน้ำบนและล่างที่สัมพันธ์กับหม้อไอน้ำ ในตำแหน่งบนสุด เครื่องกำเนิดไอน้ำจะจ่ายไอน้ำร้อนไปยังห้องเครื่องยนต์โดยตรง ซึ่งเชื่อมต่อกับเพลาด้วยระบบเพลาคาร์ดาน ด้วยตำแหน่งที่อยู่ด้านล่างของเครื่องยนต์ไอน้ำ นั่นคือ บนแชสซี หม้อต้มน้ำร้อนและจ่ายไอน้ำไปยังเครื่องยนต์ผ่านท่อ ซึ่งรับประกันการสูญเสียอุณหภูมิ
Santinels มีลักษณะเฉพาะโดยการจัดวางเครื่องยนต์ไอน้ำบนและล่างที่สัมพันธ์กับหม้อไอน้ำ
การปรากฏตัวของไดรฟ์โซ่จากมู่เล่ของเครื่องยนต์ไอน้ำไปยังข้อต่อคาร์ดานเป็นเรื่องปกติสำหรับทั้งสองประเภท สิ่งนี้ทำให้นักออกแบบสามารถรวมการผลิต Santinels เข้าด้วยกันโดยขึ้นอยู่กับลูกค้า สำหรับประเทศที่ร้อน เช่น อินเดีย รถบรรทุกไอน้ำถูกผลิตขึ้นโดยมีตำแหน่งหม้อน้ำและเครื่องยนต์อยู่แยกจากกัน สำหรับประเทศที่มีอากาศหนาว - เป็นแบบรวมส่วนบน
สำหรับประเทศที่ร้อน เช่น อินเดีย รถบรรทุกไอน้ำถูกผลิตขึ้นโดยมีตำแหน่งหม้อน้ำและเครื่องยนต์อยู่แยกจากกัน
เทคโนโลยีที่พิสูจน์แล้วมากมายถูกนำมาใช้กับรถบรรทุกเหล่านี้ หลอดและวาล์วกระจายไอน้ำ เครื่องยนต์แบบเดี่ยวและแบบคู่ แรงดันสูงหรือต่ำ โดยมีหรือไม่มีกระปุกเกียร์ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ยืดอายุรถบรรทุกไอน้ำของอังกฤษ แม้ว่าพวกเขาจะผลิตจนถึงปลายทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ XX และแม้จะรับราชการทหารก่อนและระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง แต่ก็ยังคงเทอะทะและค่อนข้างคล้ายกับรถจักรไอน้ำ และเนื่องจากไม่มีบุคคลใดสนใจในความทันสมัยที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ชะตากรรมของพวกเขาจึงได้ข้อสรุปมาก่อน
แม้ว่าพวกเขาจะผลิตจนถึงปลายทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ XX และแม้จะรับราชการทหารก่อนและระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง แต่ก็ยังคงเทอะทะและค่อนข้างคล้ายกับรถจักรไอน้ำ
เพื่อใคร อะไร แต่สำหรับเรา - US
เพื่อยกเศรษฐกิจที่ขาดสงคราม สหภาพโซเวียตจำเป็นต้องหาวิธีที่จะไม่เปลืองทรัพยากรน้ำมัน อย่างน้อยก็ในที่ที่เข้าถึงยาก - ทางเหนือของประเทศและในไซบีเรีย วิศวกรโซเวียตได้รับโอกาสในการศึกษาการออกแบบของ Santinel ด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำแบบ direct-action สี่สูบเหนือศีรษะ และพัฒนา "คำตอบของ Chamberlain" ของตนเอง
ในช่วงทศวรรษที่ 1930 สถาบันและสำนักงานออกแบบของรัสเซียได้พยายามสร้างรถบรรทุกทางเลือกสำหรับอุตสาหกรรมไม้ซ้ำหลายครั้ง
ในช่วงทศวรรษที่ 1930 สถาบันและสำนักงานออกแบบของรัสเซียได้พยายามสร้างรถบรรทุกทางเลือกสำหรับอุตสาหกรรมไม้ซ้ำหลายครั้ง แต่ทุกครั้งที่คดีหยุดอยู่ที่ขั้นตอนการทดสอบ ด้วยการใช้ประสบการณ์ของตนเองและโอกาสในการศึกษายานพาหนะข้ามฟากที่ยึดมาได้ วิศวกรจึงสามารถโน้มน้าวผู้นำของประเทศถึงความต้องการรถบรรทุกไอน้ำดังกล่าว นอกจากนี้ น้ำมันเบนซินยังมีราคาแพงกว่าถ่านหินถึง 24 เท่า และด้วยค่าฟืนในไทกา คุณไม่จำเป็นต้องพูดถึงมันด้วยซ้ำ
กลุ่มนักออกแบบภายใต้การนำของ Yu. Shebalin ทำให้หน่วยไอน้ำโดยรวมง่ายขึ้นมากที่สุด พวกเขารวมเครื่องยนต์สี่สูบและบอยเลอร์เข้าไว้ด้วยกันและวางไว้ระหว่างตัวถังกับห้องโดยสาร หน่วยนี้ได้รับการติดตั้งบนแชสซีของอนุกรม YaAZ (MAZ) -200 การทำงานของไอน้ำและการควบแน่นของไอน้ำถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นวงจรปิด การจัดหาแท่งไม้จากบังเกอร์ดำเนินการโดยอัตโนมัติ
นี่คือที่มาของ NAMI-012 หรือมากกว่าบนถนนป่า เห็นได้ชัดว่าหลักการของการจัดหาเชื้อเพลิงแข็งและตำแหน่งของเครื่องยนต์ไอน้ำบนรถบรรทุกนั้นยืมมาจากการปฏิบัติของเครื่องกำเนิดก๊าซ
ชะตากรรมของเจ้าของป่า - NAMI-012
ลักษณะของรถบรรทุกพื้นเรียบในประเทศและรถบรรทุกไม้ NAMI-012 มีดังนี้
- ความจุ - 6 ตัน
- ความเร็ว - 45 กม. / ชม
- ช่วงที่ไม่มีการเติมน้ำมันคือ 80 กม. หากสามารถต่ออายุการจ่ายน้ำได้ 150 กม.
- แรงบิดที่ความเร็วต่ำ - 240 กก. ซึ่งสูงกว่าตัวบ่งชี้ของฐาน YAZ-200 . เกือบ 5 เท่า
- หม้อต้มน้ำหมุนเวียนตามธรรมชาติสร้างแรงดัน 25 บรรยากาศและนำไอน้ำมาที่อุณหภูมิ 420 ° C
- สามารถเติมน้ำประปาได้โดยตรงจากอ่างเก็บน้ำผ่านเครื่องฉีดน้ำ
- หัวเก๋งโลหะทั้งหมดไม่มีฝากระโปรงและถูกผลักไปข้างหน้า
- ความเร็วถูกควบคุมโดยปริมาตรของไอน้ำในเครื่องยนต์โดยใช้คันโยกป้อน/ตัด ด้วยความช่วยเหลือของมัน กระบอกสูบจึงถูกเติมให้เต็ม 25/40/75%
- หนึ่งเกียร์ถอยหลังและสามปุ่มควบคุม
ข้อเสียที่ร้ายแรงของรถบรรทุกไอน้ำคือการใช้ฟืน 400 กิโลกรัมต่อเส้นทาง 100 กม. และความจำเป็นในการกำจัดน้ำในหม้อไอน้ำในสภาพที่หนาวจัด
ข้อเสียที่ร้ายแรงของรถบรรทุกไอน้ำคือการใช้ฟืน 400 กิโลกรัมต่อเส้นทาง 100 กม. และความจำเป็นในการกำจัดน้ำในหม้อไอน้ำในสภาพที่หนาวจัด แต่ข้อเสียเปรียบหลักที่มีอยู่ในตัวอย่างแรกคือการซึมผ่านได้ไม่ดีในสภาวะที่ไม่ได้บรรจุ จากนั้นปรากฎว่าเพลาหน้าบรรทุกของในห้องโดยสารและหน่วยไอน้ำมากเกินไป เมื่อเทียบกับด้านหลัง พวกเขาจัดการกับงานนี้ด้วยการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำที่ทันสมัยบน YaAZ-214 ขับเคลื่อนสี่ล้อ ตอนนี้ความจุของรถบรรทุกไม้ NAMI-018 เพิ่มขึ้นเป็น 125 แรงม้า
แต่เนื่องจากไม่มีเวลากระจายไปทั่วประเทศ รถจักรไอน้ำจึงถูกทิ้งทั้งหมดในช่วงครึ่งหลังของยุค 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา
แต่เนื่องจากไม่มีเวลากระจายไปทั่วประเทศ รถจักรไอน้ำจึงถูกทิ้งทั้งหมดในช่วงครึ่งหลังของยุค 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตามร่วมกับเครื่องกำเนิดก๊าซ เนื่องจากค่าใช้จ่ายในการดัดแปลงรถยนต์ ประโยชน์ทางเศรษฐกิจและความสะดวกในการใช้งานนั้นใช้เวลานานและเป็นที่น่าสงสัยเมื่อเทียบกับรถบรรทุกน้ำมันเบนซินและดีเซล ยิ่งกว่านั้น ณ เวลานี้การผลิตน้ำมันได้ถูกสร้างขึ้นในสหภาพโซเวียตแล้ว
รถจักรไอน้ำสมัยใหม่ที่รวดเร็วและราคาไม่แพง
อย่าคิดว่าความคิดของรถไอน้ำจะถูกลืมไปตลอดกาล ตอนนี้มีความสนใจในเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นอย่างมาก เครื่องยนต์สันดาปภายในทางเลือกสำหรับน้ำมันเบนซินและดีเซล น้ำมันสำรองของโลกไม่จำกัด ใช่ และต้นทุนของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ นักออกแบบพยายามอย่างมากที่จะปรับปรุงเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งความคิดของพวกเขาเกือบจะถึงขีดจำกัดแล้ว
รถยนต์ไฟฟ้า รถยนต์ไฮโดรเจน เครื่องกำเนิดก๊าซ และรถยนต์ไอน้ำกลับมาแล้ว หัวข้อที่เกี่ยวข้อง... สวัสดีลืมศตวรรษที่ 19!
ตอนนี้มีความสนใจในเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นอย่างมาก เครื่องยนต์สันดาปภายในทางเลือกสำหรับน้ำมันเบนซินและดีเซล
วิศวกรชาวอังกฤษ (อังกฤษอีกครั้ง!) สาธิตความสามารถใหม่ของเครื่องจักรไอน้ำ เขาสร้าง Inspuration ของเขาไม่เพียงแต่เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเกี่ยวข้องของรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำเท่านั้น ผลิตผลของเขาถูกสร้างขึ้นมาเพื่อบันทึก 274 กม. / ชม. - นี่คือความเร็วที่ติดตั้งหม้อไอน้ำสิบสองตัวบนคันเร่ง 7.6 เมตร น้ำเพียง 40 ลิตรก็เพียงพอแล้วสำหรับก๊าซเหลวที่จะทำให้อุณหภูมิไอน้ำอยู่ที่ 400 ° C ในทันที ลองคิดดูสิว่าต้องใช้เวลาถึง 103 ปีในการทำลายสถิติความเร็วของรถพลังไอน้ำที่ Rocket ตั้งไว้!
ในเครื่องกำเนิดไอน้ำที่ทันสมัย คุณสามารถใช้ถ่านหินในรูปของผงหรือเชื้อเพลิงราคาถูกอื่นๆ เช่น น้ำมันเชื้อเพลิง ก๊าซเหลว นั่นคือเหตุผลที่รถไอน้ำได้รับความนิยมมาโดยตลอด
แต่สำหรับอนาคตที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่จะมาถึง จำเป็นต้องเอาชนะการต่อต้านของผู้ทำการแนะนำชักชวนน้ำมันอีกครั้ง
ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาเครื่องจักรไอน้ำมีรายละเอียดเพียงพอในบทความนี้ นอกจากนี้ยังมีวิธีแก้ปัญหาและสิ่งประดิษฐ์ที่มีชื่อเสียงที่สุดในยุค 1672-1891
การพัฒนาครั้งแรก
ในช่วงต้นศตวรรษที่สิบเจ็ดไอน้ำเริ่มถูกมองว่าเป็นเครื่องมือในการขับขี่มีการทดลองทุกประเภทและในปี ค.ศ. 1643 Evangelist Torricelli ค้นพบการกระทำที่รุนแรงของแรงดันไอน้ำ Christian Huygens ในอีก 47 ปีต่อมาได้ออกแบบเครื่องจักรไฟฟ้าเครื่องแรกซึ่งขับเคลื่อนโดยการระเบิดของดินปืนในกระบอกสูบ นับเป็นเครื่องต้นแบบแรกของเครื่องยนต์สันดาปภายใน เครื่องรับน้ำของ Abbot Otfey มีพื้นฐานมาจากหลักการที่คล้ายคลึงกัน ในไม่ช้า Denis Papin ตัดสินใจที่จะแทนที่แรงของการระเบิดด้วยพลังไอน้ำที่ทรงพลังน้อยกว่า ในปี ค.ศ. 1690 พระองค์ทรงสร้าง เครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกหรือที่เรียกว่าหม้อไอน้ำ
ประกอบด้วยลูกสูบซึ่งใช้น้ำเดือดเคลื่อนตัวขึ้นในกระบอกสูบและลดลงอีกครั้งเนื่องจากการระบายความร้อนที่ตามมา - นี่คือวิธีสร้างแรง กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นในลักษณะนี้: มีการวางเตาหลอมไว้ใต้กระบอกสูบซึ่งทำหน้าที่เป็นหม้อไอน้ำพร้อมกัน เมื่อลูกสูบอยู่ในตำแหน่งบน เตาหลอมจะหดกลับเพื่อให้ระบายความร้อนได้ง่ายขึ้น
ต่อมา ชาวอังกฤษสองคน โธมัส นิวโคเมนและคาวลีย์ - คนหนึ่งเป็นช่างตีเหล็ก อีกคนเป็นช่างเคลือบ ได้ปรับปรุงระบบโดยแยกหม้อน้ำและกระบอกสูบออกจากกัน และเติมถังน้ำเย็น ระบบนี้ทำงานโดยวาล์วหรือก๊อก สำหรับไอน้ำและอีกระบบสำหรับน้ำ ซึ่งเปิดและปิดตามลำดับ จากนั้น ชาวอังกฤษ Bayton ก็ได้สร้างส่วนควบคุมวาล์วขึ้นใหม่ให้เป็นวาล์วแบบสโตรกอย่างแท้จริง
การใช้เครื่องจักรไอน้ำในทางปฏิบัติ
ในไม่ช้า เครื่องจักรของ Newcomen ก็เป็นที่รู้จักในทุกที่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ได้รับการปรับปรุงโดยระบบการแสดงสองครั้งที่พัฒนาโดย James Watt ในปี 1765 ตอนนี้ เครื่องจักรไอน้ำได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสมบูรณ์เพียงพอสำหรับใช้ในยานพาหนะ แม้ว่าเนื่องจากขนาดของมัน มันจึงเหมาะกว่าสำหรับการติดตั้งแบบอยู่กับที่ วัตต์เสนอสิ่งประดิษฐ์ของเขาให้กับอุตสาหกรรม เขายังสร้างเครื่องจักรสำหรับโรงงานสิ่งทอ
เครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกที่ใช้เป็นยานพาหนะถูกคิดค้นโดยชาวฝรั่งเศส Nicolas Joseph Cugno วิศวกรและนักยุทธศาสตร์การทหารสมัครเล่น ในปี พ.ศ. 2306 หรือ พ.ศ. 2308 เขาได้สร้างรถยนต์ที่สามารถบรรทุกผู้โดยสารได้สี่คนด้วยความเร็วเฉลี่ย 3.5 และความเร็วสูงสุด 9.5 กม. / ชม. ความพยายามครั้งแรกตามมาด้วยครั้งที่สอง - ยานพาหนะปรากฏขึ้นเพื่อขนส่งปืน แน่นอนว่ามันได้รับการทดสอบโดยกองทัพ แต่เนื่องจากความเป็นไปไม่ได้ของการใช้งานในระยะยาว (รอบการทำงานต่อเนื่องของเครื่องใหม่ไม่เกิน 15 นาที) นักประดิษฐ์จึงไม่ได้รับการสนับสนุนจากทางการและนักการเงิน ในขณะเดียวกัน เครื่องจักรไอน้ำกำลังได้รับการปรับปรุงในอังกฤษ หลังจากความพยายามที่ใช้วัตต์เป็นหลักไม่ประสบความสำเร็จหลายครั้งโดย Moore, William Murdoch และ William Symington รถรางของ Richard Travisick ถูกสร้างขึ้นสำหรับเหมืองถ่านหินของเวลส์ นักประดิษฐ์ที่กระตือรือร้นเข้ามาในโลก: จากเหมืองใต้ดินเขาปีนขึ้นไปที่พื้นและในปี 1802 ได้นำเสนอรถยนต์นั่งที่ทรงพลังแก่มนุษยชาติซึ่งถึงความเร็ว 15 กม. / ชม. บนพื้นดินเรียบและ 6 กม. / ชม. ขึ้นไป
ดูตัวอย่าง - คลิกเพื่อขยาย
ยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยเรือข้ามฟากถูกนำมาใช้มากขึ้นในสหรัฐอเมริกาเช่นกัน: นาธานรีดทำให้ชาวฟิลาเดลเฟียประหลาดใจในปี ค.ศ. 1790 ด้วย รุ่นรถไอน้ำ... อย่างไรก็ตาม Oliver Evans ซึ่งเป็นเพื่อนร่วมชาติของเขามีชื่อเสียงมากขึ้นไปอีก ซึ่งสิบสี่ปีต่อมาเป็นผู้คิดค้นรถสะเทินน้ำสะเทินบก หลังจาก สงครามนโปเลียนในระหว่างที่ไม่ได้ดำเนินการ "ทดลองรถยนต์" งานก็เริ่มขึ้นอีกครั้งใน การประดิษฐ์และปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำ... ในปี พ.ศ. 2364 ก็ถือว่าสมบูรณ์แบบและน่าเชื่อถือพอสมควร ตั้งแต่นั้นมา ทุกๆ ก้าวที่ก้าวไปข้างหน้าในด้านยานยนต์พลังไอน้ำได้มีส่วนสนับสนุนการพัฒนารถยนต์ในอนาคตอย่างแน่นอน
2368 ในเซอร์โกลด์สเวิร์ธการ์นีย์จัดผู้โดยสารแถวแรกบนระยะทาง 171 กิโลเมตรจากลอนดอนไปบาธ ในการทำเช่นนั้น เขาใช้รถม้าที่เขาจดสิทธิบัตรซึ่งมีเครื่องจักรไอน้ำ นี่เป็นจุดเริ่มต้นของยุคของรถม้าความเร็วสูงซึ่งหายไปในอังกฤษ แต่แพร่หลายในอิตาลีและฝรั่งเศส ยานพาหนะดังกล่าวมีการพัฒนาสูงสุดด้วยการปรากฏตัวในปี 1873 ของ "ความเคารพ" Amede Balle น้ำหนัก 4500 กก. และ "Mansel" - กะทัดรัดกว่าโดยมีน้ำหนักเพียง 2,500 กก. และเข้าถึงความเร็ว 35 กม. / ชม. ทั้งสองเป็นบรรพบุรุษของเทคนิคการแสดงที่กลายเป็นลักษณะของรถยนต์ "ของจริง" คันแรก แม้จะเร็วมาก ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอน้ำมีขนาดเล็กมาก Bolle เป็นผู้จดสิทธิบัตรระบบบังคับเลี้ยวตัวแรกที่ทำงานได้ดี และเขาจัดระบบบังคับเลี้ยวและส่วนควบคุมอย่างดีจนเรายังคงเห็นมันบนแผงหน้าปัดจนถึงทุกวันนี้
ดูตัวอย่าง - คลิกเพื่อขยาย
แม้จะมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่พลังไอน้ำยังคงให้เครื่องจักรทำงานที่สม่ำเสมอและราบรื่นยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงมีผู้สนับสนุนจำนวนมาก เช่นเดียวกับ Bolle ผู้สร้างรถยนต์ขนาดเล็กอื่นๆ เช่น Rapide ในปี 1881 ด้วยความเร็ว 60 กม. / ชม. Nouvelle ในปี 1873 ซึ่งมีเพลาหน้าพร้อมระบบกันสะเทือนล้อแบบอิสระ Leon Chevrolet ได้เปิดตัวรถยนต์หลายคันระหว่างปี 1887 และ 1907 ด้วย เครื่องกำเนิดไอน้ำน้ำหนักเบาและกะทัดรัด จดสิทธิบัตรโดยเขาในปี พ.ศ. 2432 บริษัท De Dion-Bouton ซึ่งก่อตั้งขึ้นในกรุงปารีสในปี พ.ศ. 2426 ผลิตรถยนต์ด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำในช่วงสิบปีแรกของการดำรงอยู่และประสบความสำเร็จอย่างมาก - รถยนต์ของ บริษัท ชนะการแข่งขัน Paris-Rouen ในปี พ.ศ. 2437
ดูตัวอย่าง - คลิกเพื่อขยาย
ความสำเร็จของ Panhard et Levassor ในการใช้น้ำมันเบนซินทำให้ De Dion เปลี่ยนไปใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยเช่นกัน เมื่อพี่น้อง Bolle เข้าครอบครองบริษัทของบิดา พวกเขาก็ทำเช่นเดียวกัน จากนั้นบริษัทเชฟโรเลตก็สร้างการผลิตขึ้นใหม่ รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำหายไปจากขอบฟ้าเร็วขึ้นและเร็วขึ้น แม้ว่าจะมีการใช้งานในสหรัฐอเมริกาก่อนปี 1930 ในขณะนี้ การผลิตหยุดลงและ การประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำ
เครื่องจักรไอน้ำสุญญากาศสองสูบเครื่องแรกในรัสเซียได้รับการออกแบบโดยช่าง I.I. Polzunov ในปี 1763 และสร้างขึ้นในปี 1764 ใน Barnaul James Watt ซึ่งเป็นสมาชิกของคณะกรรมการเพื่อยอมรับการประดิษฐ์ของ Polzunov ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2327 ในลอนดอนได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องจักรไอน้ำและถือเป็นผู้ประดิษฐ์!Polzunov, Ivan Ivanovich
- ช่างซ่อมเครื่องยนต์ไอน้ำเครื่องแรกในรัสเซีย ลูกชายของทหารของ บริษัท ภูเขา Yekaterinburg เขาเข้าโรงเรียนเลขคณิต Yekaterinburg เมื่ออายุสิบปีซึ่งเขาจบการศึกษาจากหลักสูตรด้วยยศนักศึกษาเครื่องกล ในบรรดาคนหนุ่มสาวหลายคน Polzunov ถูกส่งไปยัง Barnaul เพื่อไปยังโรงงานทำเหมืองของรัฐซึ่งในปี 1763 เขาเป็น shikhtmeister Polzunov มีส่วนร่วมในการก่อสร้างเครื่องจักรด้วยเครื่องยนต์น้ำที่ใช้ในโรงถลุงแร่และเหมืองแร่ ดึงความสนใจไปที่ความยากลำบากในการจัดเครื่องจักรดังกล่าวในพื้นที่ห่างไกลจากแม่น้ำ และตัดสินใจใช้ไอน้ำเป็นเครื่องยนต์ มีหลักฐานบางอย่างที่ชี้ให้เห็นว่าความคิดนี้ไม่ได้มาหาเขาอย่างอิสระ แต่อยู่ภายใต้อิทธิพลของหนังสือของ Schlatter: "คำแนะนำที่ครอบคลุมสำหรับธุรกิจแร่" (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก 1760) ในบทที่สิบซึ่งมีคำอธิบายแรกของ เครื่องจักรไอน้ำ คือ เครื่องจักร ซึ่งพิมพ์เป็นภาษา Russian Newcomen Polzunov ใช้ความคิดของเขาอย่างกระตือรือร้นเริ่มศึกษาความแรงและคุณสมบัติของไอน้ำวาดรูปสร้างแบบจำลอง หลังจากแน่ใจว่าหลังจากการวิจัยและการทดลองเป็นเวลานานว่าเป็นไปได้ที่จะแทนที่แรงผลักดันของน้ำด้วยไอน้ำและพิสูจน์บนแบบจำลอง Polzunov ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2306 หันไปหาหัวหน้าโรงงาน Kolyvano-Voskresensk พลตรี AI Poroshin ด้วย จดหมายฉบับหนึ่งซึ่งหลังจากกำหนดแรงจูงใจที่กระตุ้นให้เขาค้นหากองกำลังใหม่ เขาขอเงินทุนเพื่อสร้าง "เครื่องจักรที่ร้อนแรง" ที่เขาคิดค้นขึ้น เกี่ยวกับโครงการของ Polzunov ถูกรายงานไปยังคณะรัฐมนตรีของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวพร้อมกับคำร้องขอให้ปล่อยเงินที่จำเป็นสำหรับการก่อสร้างรถยนต์ ตามรายงานของคณะรัฐมนตรีมีพระราชกฤษฎีกาของ Catherine II ซึ่งเธอ "ให้กำลังใจอย่างมาก" มอบ Polzunov ให้กับช่างเครื่องด้วยเงินเดือนและยศกัปตันวิศวกรสั่งให้ออก 400 รูเบิลเป็นรางวัล . และชี้ให้เห็นว่า "ถ้าไม่จำเป็นที่โรงงานก็ส่งเงินไปที่เซนต์ปีเตอร์สเบิร์กด้วยเงิน" เป็นเวลาสองหรือสามปีไปที่ Academy of Sciences เพื่อเติมเต็มการศึกษา แต่ทางการไม่ได้ปล่อยตัว Polzunov และขอให้ส่งตัวเขาไปที่ Academy of Sciences สักระยะเพื่อยกเลิก "เพราะที่นี่ ในการที่จะนำเครื่องนั้นมาปฏิบัติเป็นคู่ มีความจำเป็นอย่างยิ่ง" ด้วยเหตุนี้ Polzunov ต้องอยู่ในไซบีเรียจนกว่าจะสิ้นสุดคดี ก่อนหน้านั้นการออก 400 รูเบิลดังกล่าวก็ถูกเลื่อนออกไปเช่นกัน ตามการประเมินที่เสนอโดยเขา จำนวนเงินและวัสดุที่จำเป็นถูกปล่อยให้เขา และเขาได้รับโอกาสในการเริ่มการก่อสร้าง 20 พฤษภาคม พ.ศ. 2308 โปลซูนอฟได้รายงานแล้วว่า งานเตรียมการแล้วเสร็จและจะเริ่มเดินเครื่องในเดือนตุลาคมปีเดียวกัน แต่คราวนี้รถยังไม่พร้อม ปัญหาที่คาดไม่ถึงมากมายและความไร้ประสบการณ์ของคนงานทำให้งานคืบหน้าช้าลง นอกจากนี้ วัสดุจำนวนมากที่จำเป็นในการสร้างรถไม่สามารถหาได้ในไซบีเรีย ฉันต้องเขียนจดหมายจากเยคาเตรินเบิร์กและรอการจัดส่งภายในหลายเดือน ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2308 Polzunov ทำรถเสร็จโดยใช้เงินไป 7435 รูเบิล 51 kopecks อย่างไรก็ตาม เขาไม่เห็นการประดิษฐ์ของเขาใช้งานจริง การทดสอบรถมีกำหนดที่ Barnaul เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม พ.ศ. 2309 และในวันที่ 16 พฤษภาคมของปีเดียวกัน Polzunov เสียชีวิตแล้ว "จากกล่องเสียงเลือดออกรุนแรง" เครื่องของ Polzunov ภายใต้การแนะนำของนักเรียน Levzin และ Chernitsin ละลาย 9335 p แร่ Zmeenogorsk ใน Barnaul ภายในสองเดือน แต่ในไม่ช้าการดำเนินการใน Barnaul ก็ถูกยกเลิก "โดยไม่จำเป็น" และไม่มีข้อมูลว่าใช้กับสิ่งเหล่านั้นหรือไม่ ที่ไม่มีเครื่องยนต์พลังน้ำ โรงงาน Zmeinogorsk และเหมือง Semenovsky ซึ่งเดิมทีนักประดิษฐ์และผู้บังคับบัญชาของเขาตั้งใจไว้เดิมที ในปี ค.ศ. 1780 "สร้างโดย Polzunov เครื่องจักรและโครงสร้างทำงานเป็นคู่ถูกทำลาย " พิพิธภัณฑ์เหมืองแร่ Barnaul มีโมเดลรถของ Polzunov Polzunov ไม่เป็นที่รู้จักอย่างที่บางคนเป็นเกียรติในการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรก อย่างไรก็ตาม รถของ Polzunov เป็นเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกที่สร้างขึ้นในรัสเซียและไม่ได้รับคำสั่งจากต่างประเทศ การใช้เครื่องจักรไอน้ำในปี พ.ศ. 2308 ไม่ใช่เพื่อการยกน้ำ แต่เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมอื่น ควรถือเป็นการประดิษฐ์ที่เป็นอิสระ เนื่องจากในอังกฤษ การใช้เครื่องยนต์ไอน้ำสำหรับการฉีดอากาศครั้งแรกเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2308 เท่านั้น
ความเป็นไปได้ของการใช้พลังงานไอน้ำเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วในช่วงต้นยุคของเรา สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Geron's eolipil ซึ่งสร้างขึ้นโดยช่างชาวกรีกโบราณ Heron of Alexandria สิ่งประดิษฐ์โบราณสามารถนำมาประกอบกับกังหันไอน้ำซึ่งเป็นลูกบอลที่หมุนได้เนื่องจากแรงไอพ่นของไอน้ำ
มีความเป็นไปได้ที่จะปรับใช้ไอน้ำเพื่อขับเคลื่อนเครื่องยนต์ในศตวรรษที่ 17 พวกเขาไม่ได้ใช้สิ่งประดิษฐ์ดังกล่าวเป็นเวลานาน แต่มีส่วนสำคัญในการพัฒนามนุษยชาติ นอกจากนี้ ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำนั้นน่าสนใจมาก
แนวคิด
เครื่องยนต์ไอน้ำประกอบด้วยเครื่องยนต์ความร้อนจากการเผาไหม้ภายนอกซึ่งจากพลังงานไอน้ำสร้างการเคลื่อนที่เชิงกลของลูกสูบซึ่งในทางกลับกันจะหมุนเพลา กำลังของเครื่องจักรไอน้ำมักจะวัดเป็นวัตต์
ประวัติการประดิษฐ์
ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำมีความเกี่ยวข้องกับความรู้เกี่ยวกับอารยธรรมกรีกโบราณ เป็นเวลานานที่ไม่มีใครใช้ผลงานของยุคนี้ ในศตวรรษที่ 16 มีความพยายามที่จะสร้างกังหันไอน้ำ นักฟิสิกส์และวิศวกรชาวตุรกี Takiyuddin ash-Shami ทำงานในอียิปต์
ความสนใจในปัญหานี้ปรากฏขึ้นอีกครั้งในศตวรรษที่ 17 ในปี ค.ศ. 1629 Giovanni Branca ได้เสนอกังหันไอน้ำรุ่นของเขาเอง อย่างไรก็ตาม สิ่งประดิษฐ์สูญเสียพลังงานไปมาก การพัฒนาเพิ่มเติมจำเป็นต้องมีสภาพเศรษฐกิจที่เหมาะสมที่จะปรากฏขึ้นในภายหลัง
Denis Papin ถือเป็นคนแรกที่คิดค้นเครื่องจักรไอน้ำ การประดิษฐ์นี้เป็นกระบอกสูบที่มีลูกสูบที่ลอยขึ้นเนื่องจากไอน้ำและลดลงเนื่องจากการทำให้หนาขึ้น อุปกรณ์ของ Severy และ Newcomen (1705) มีหลักการทำงานเหมือนกัน อุปกรณ์ที่ใช้ในการสูบน้ำออกจากงานเหมือง
ในที่สุดอุปกรณ์ก็ได้รับการปรับปรุงโดย Watt ในปี พ.ศ. 2312
สิ่งประดิษฐ์ของเดนิส ปาแปง
Denis Papin เป็นแพทย์โดยการฝึกอบรม เกิดในฝรั่งเศส เขาย้ายไปอังกฤษในปี 1675 เขาเป็นที่รู้จักจากสิ่งประดิษฐ์มากมายของเขา หนึ่งในนั้นคือหม้อความดันที่เรียกว่า Papen's Cauldron
เขาสามารถระบุความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์สองอย่างคือจุดเดือดของของเหลว (น้ำ) และความดันที่ปรากฏขึ้น ด้วยเหตุนี้เขาจึงสร้างหม้อไอน้ำที่ปิดสนิทซึ่งภายในมีแรงดันเพิ่มขึ้นเนื่องจากน้ำต้มช้ากว่าปกติและอุณหภูมิการประมวลผลของผลิตภัณฑ์ที่วางไว้ในนั้นเพิ่มขึ้น ดังนั้นความเร็วในการทำอาหารจึงเพิ่มขึ้น
ในปี ค.ศ. 1674 นักประดิษฐ์ทางการแพทย์ได้สร้างเครื่องยนต์แบบผง งานของเขาประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อดินปืนติดไฟ ลูกสูบเคลื่อนที่ในกระบอกสูบ สูญญากาศที่อ่อนแอก่อตัวขึ้นในกระบอกสูบและความดันบรรยากาศทำให้ลูกสูบกลับสู่ตำแหน่งเดิม ก๊าซที่เป็นผลลัพธ์ออกมาทางวาล์ว และองค์ประกอบที่เหลือถูกทำให้เย็นลง
ในปี ค.ศ. 1698 Papen สามารถสร้างหน่วยได้โดยใช้หลักการเดียวกันโดยไม่ได้ใช้ดินปืน แต่ใช้น้ำ ดังนั้นเครื่องยนต์ไอน้ำเครื่องแรกจึงถูกสร้างขึ้น แม้จะมีความคืบหน้าอย่างมีนัยสำคัญที่แนวคิดนี้อาจนำไปสู่ แต่ก็ไม่ได้ก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมากต่อนักประดิษฐ์ นี่เป็นเพราะว่าก่อนหน้านี้ช่างซ่อมคนอื่น Severy ได้จดสิทธิบัตรปั๊มไอน้ำแล้ว และเมื่อถึงเวลานั้นพวกเขาก็ยังไม่ได้ประดิษฐ์แอปพลิเคชันอื่นสำหรับหน่วยดังกล่าว
Denis Papin เสียชีวิตในลอนดอนในปี ค.ศ. 1714 แม้ว่าเขาจะเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรก แต่เขาก็ออกจากโลกนี้ไปด้วยความต้องการและความเหงา
สิ่งประดิษฐ์ของ Thomas Newcomen
Englishman Newcomen ประสบความสำเร็จมากขึ้นในแง่ของการจ่ายเงินปันผล เมื่อ Papen สร้างรถของเขา Thomas อายุ 35 ปี เขาศึกษางานของ Savery และ Papen อย่างรอบคอบ และสามารถเข้าใจข้อบกพร่องของการออกแบบทั้งสองได้ จากสิ่งเหล่านี้ เขาได้นำความคิดที่ดีที่สุดมาทั้งหมด
ในปี ค.ศ. 1712 จอห์น แคลลี่ ผู้เชี่ยวชาญด้านกระจกและช่างประปา ได้สร้างแบบจำลองแรกขึ้น นี่คือประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำที่ยังคงดำเนินต่อไป
แบบจำลองที่สร้างขึ้นสามารถอธิบายสั้น ๆ ได้ดังนี้:
- การออกแบบผสมผสานระหว่างกระบอกสูบแนวตั้งกับลูกสูบ เช่นเดียวกับของพาเพน
- ไอน้ำถูกสร้างขึ้นในหม้อไอน้ำที่แยกจากกัน ซึ่งทำงานบนหลักการของเครื่อง Svery
- ความรัดกุมในกระบอกสูบไอน้ำเกิดขึ้นได้เนื่องจากหนังซึ่งพันรอบลูกสูบ
หน่วยของนิวโคเมนยกน้ำจากเหมืองโดยใช้ความดันบรรยากาศ ตัวเครื่องมีความโดดเด่นในด้านขนาดที่แข็งแรงและต้องใช้ถ่านหินจำนวนมากจึงจะใช้งานได้ แม้จะมีข้อบกพร่องเหล่านี้ แต่โมเดลของ Newcomen ก็ถูกใช้ในเหมืองมาเป็นเวลาครึ่งศตวรรษ มันยังอนุญาตให้เปิดเหมืองอีกครั้งที่ถูกทิ้งร้างเนื่องจากน้ำท่วมขังโดยน้ำใต้ดิน
ในปี ค.ศ. 1722 ผลิตผลงานของ Newcomen ได้พิสูจน์ประสิทธิภาพโดยสูบน้ำจากเรือใน Kronstadt ในเวลาเพียงสองสัปดาห์ ระบบกังหันลมสามารถทำได้ภายในหนึ่งปี
เนื่องจากรถยนต์รุ่นนี้มีพื้นฐานมาจากเวอร์ชันแรก ช่างเครื่องชาวอังกฤษจึงไม่สามารถขอรับสิทธิบัตรได้ นักออกแบบพยายามนำสิ่งประดิษฐ์นี้ไปใช้กับการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ แต่ล้มเหลว ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำไม่ได้จบเพียงแค่นั้น
สิ่งประดิษฐ์ของวัตต์
James Watt เป็นคนแรกที่คิดค้นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดแต่ทรงพลัง เครื่องจักรไอน้ำเป็นเครื่องแรกในประเภทนี้ ช่างเครื่องจากมหาวิทยาลัยกลาสโกว์เริ่มซ่อมเครื่องกำเนิดไอน้ำของนิวโคเมนในปี ค.ศ. 1763 จากการปรับปรุงใหม่ เขาได้ค้นพบวิธีลดการใช้เชื้อเพลิงลง ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องทำให้กระบอกสูบอยู่ในสภาวะที่ร้อนตลอดเวลา อย่างไรก็ตามเครื่องจักรไอน้ำของวัตต์ยังไม่พร้อมจนกว่าปัญหาการควบแน่นของไอน้ำจะได้รับการแก้ไข
วิธีแก้ปัญหาเกิดขึ้นเมื่อช่างซ่อมเดินผ่านร้านซักรีดและสังเกตว่ามีไอน้ำออกมาจากใต้ฝาหม้อต้ม เขาตระหนักว่าไอน้ำเป็นก๊าซ และเขาจำเป็นต้องเคลื่อนที่ในกระบอกสูบที่มีแรงดันลดลง
โดยการปิดผนึกด้านในของกระบอกสูบไอน้ำด้วยเชือกป่านที่ชุบด้วยน้ำมัน Watt สามารถละทิ้งความกดอากาศได้ นี่เป็นก้าวที่ยิ่งใหญ่
ในปี ค.ศ. 1769 ช่างเครื่องได้รับสิทธิบัตรซึ่งระบุว่าอุณหภูมิของเครื่องยนต์ในเครื่องยนต์ไอน้ำจะเท่ากับอุณหภูมิของไอน้ำเสมอ อย่างไรก็ตาม สิ่งต่าง ๆ สำหรับนักประดิษฐ์ผู้เคราะห์ร้ายไม่ได้เป็นไปอย่างที่คาดหวัง เขาถูกบังคับให้จำนองสิทธิบัตรหนี้
ในปี ค.ศ. 1772 เขาได้พบกับแมทธิว โบลตัน ซึ่งเป็นนักอุตสาหกรรมที่ร่ำรวย เขาซื้อและคืนสิทธิบัตรให้วัตต์ นักประดิษฐ์กลับไปทำงานโดยได้รับการสนับสนุนจากโบลตัน ในปี ค.ศ. 1773 เครื่องจักรไอน้ำของ Watt ผ่านการทดสอบและพบว่าใช้ถ่านหินน้อยกว่าแบบอื่นมาก หนึ่งปีต่อมา การผลิตรถยนต์ของเขาเริ่มขึ้นในอังกฤษ
ในปี ค.ศ. 1781 นักประดิษฐ์สามารถจดสิทธิบัตรการสร้างสรรค์ครั้งต่อไปของเขา - เครื่องยนต์ไอน้ำสำหรับการขับเคลื่อนเครื่องจักรอุตสาหกรรม หลังจากนั้นไม่นาน เทคโนโลยีทั้งหมดเหล่านี้จะทำให้สามารถเคลื่อนย้ายรถไฟและเรือกลไฟได้โดยใช้ไอน้ำ สิ่งนี้จะทำให้ชีวิตของคนกลับหัวกลับหางอย่างสมบูรณ์
หนึ่งในผู้ที่เปลี่ยนชีวิตของหลาย ๆ คนคือ James Watt ซึ่งเครื่องจักรไอน้ำได้เร่งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี
สิ่งประดิษฐ์ของ Polzunov
โครงการเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกที่สามารถขับเคลื่อนกลไกการทำงานต่างๆ ได้ถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2306 ได้รับการพัฒนาโดยช่างชาวรัสเซีย I. Polzunov ซึ่งทำงานที่โรงงานทำเหมืองในอัลไต
หัวหน้าโรงงานทำความคุ้นเคยกับโครงการนี้และได้รับความก้าวหน้าในการสร้างอุปกรณ์จากเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก เครื่องจักรไอน้ำ Polzunov ได้รับการยอมรับและงานสร้างสรรค์ได้รับมอบหมายให้เป็นผู้เขียนโครงการ ฝ่ายหลังต้องการประกอบโมเดลในขนาดเล็กก่อนเพื่อระบุและขจัดข้อบกพร่องที่อาจมองไม่เห็นบนกระดาษ อย่างไรก็ตาม เขาได้รับคำสั่งให้เริ่มสร้างเครื่องจักรขนาดใหญ่ที่ทรงพลัง
Polzunov ได้รับผู้ช่วยโดยสองคนมีแนวโน้มที่จะเป็นช่างกลและอีกสองคนทำงานเสริม ใช้เวลาหนึ่งปีกับเก้าเดือนในการสร้างเครื่องจักรไอน้ำ เมื่อเครื่องจักรไอน้ำของ Polzunov ใกล้จะพร้อม เขาก็ล้มป่วยด้วยการบริโภค ผู้สร้างเสียชีวิตสองสามวันก่อนการทดสอบครั้งแรก
ทุกการกระทำในรถเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์ในปี ค.ศ. 1766 เมื่อนักเรียนของ Polzunov ทำการทดสอบครั้งสุดท้าย หนึ่งเดือนต่อมา อุปกรณ์ถูกนำไปใช้งาน
รถไม่เพียง แต่จ่ายเงินสำหรับเงินที่ใช้ไป แต่ยังทำกำไรให้กับเจ้าของด้วย ในฤดูใบไม้ร่วงหม้อน้ำเริ่มรั่วและงานก็หยุดลง หน่วยสามารถซ่อมแซมได้ แต่สิ่งนี้ไม่สนใจหัวหน้าโรงงาน รถถูกทิ้งร้าง และอีกหนึ่งทศวรรษต่อมาก็ถูกรื้อถอนโดยไม่จำเป็น
หลักการทำงาน
ต้องใช้หม้อต้มไอน้ำเพื่อใช้งานทั้งระบบ ไอน้ำที่สร้างขึ้นจะขยายตัวและกดบนลูกสูบ ส่งผลให้ชิ้นส่วนกลไกเคลื่อนที่
หลักการทำงานสำรวจได้ดีที่สุดโดยใช้ภาพประกอบด้านล่าง
ถ้าคุณไม่ลงรายละเอียด การทำงานของเครื่องจักรไอน้ำคือการแปลงพลังงานของไอน้ำเป็นการเคลื่อนที่เชิงกลของลูกสูบ
ประสิทธิภาพ
ประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของงานทางกลที่มีประโยชน์ซึ่งสัมพันธ์กับปริมาณความร้อนที่ใช้ไปในเชื้อเพลิง การคำนวณไม่ได้คำนึงถึงพลังงานที่ปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมเป็นความร้อน
ประสิทธิภาพของเครื่องจักรไอน้ำวัดเป็นเปอร์เซ็นต์ ประสิทธิภาพในทางปฏิบัติจะอยู่ที่ 1-8% เมื่อมีคอนเดนเซอร์และการขยายตัวของเส้นทางการไหล ตัวบ่งชี้สามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 25%
ข้อดี
ข้อได้เปรียบหลักของอุปกรณ์ไอน้ำคือ หม้อไอน้ำสามารถใช้แหล่งความร้อนใดก็ได้ ทั้งถ่านหินและยูเรเนียมเป็นเชื้อเพลิง สิ่งนี้แตกต่างอย่างมากจากเครื่องยนต์สันดาปภายใน จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงบางประเภททั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อเพลิง
ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำได้แสดงให้เห็นข้อดีที่เห็นได้ชัดเจนแม้ในปัจจุบัน เนื่องจากพลังงานนิวเคลียร์สามารถนำมาใช้เป็นไอน้ำอนาล็อกได้ ด้วยตัวมันเอง เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่สามารถแปลงพลังงานเป็นงานกลได้ แต่สามารถสร้างความร้อนได้จำนวนมาก จากนั้นใช้สร้างไอน้ำซึ่งจะทำให้รถเคลื่อนที่ได้ สามารถใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในลักษณะเดียวกัน
รถจักรไอน้ำทำงานได้ดีที่ระดับความสูง ประสิทธิภาพของพวกเขาไม่ได้รับผลกระทบจากความกดอากาศต่ำในภูเขา รถจักรไอน้ำยังคงใช้อยู่ในภูเขาของละตินอเมริกา
รถจักรไอน้ำรุ่นใหม่ใช้ในประเทศออสเตรียและสวิตเซอร์แลนด์ สิ่งเหล่านี้แสดงประสิทธิภาพสูงด้วยการปรับปรุงมากมาย พวกเขาไม่ต้องการการบำรุงรักษาและใช้เศษส่วนของน้ำมันเบาเป็นเชื้อเพลิง ในแง่ของตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจ เทียบได้กับตู้รถไฟไฟฟ้าสมัยใหม่ ในเวลาเดียวกัน รถจักรไอน้ำมีน้ำหนักเบากว่ารถจักรดีเซลและไฟฟ้ามาก นี่เป็นข้อได้เปรียบอย่างมากในภูมิประเทศที่เป็นภูเขา
ข้อบกพร่อง
ข้อเสียรวมถึงประการแรกคือประสิทธิภาพต่ำ ที่เพิ่มเข้ามาคือความเทอะทะของโครงสร้างและความเร็วต่ำ สิ่งนี้สังเกตเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะหลังจากการถือกำเนิดของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
แอปพลิเคชัน
ผู้คิดค้นเครื่องจักรไอน้ำนั้นรู้จักกันดีอยู่แล้ว ยังคงต้องค้นหาว่าพวกเขาถูกใช้ที่ไหน จนถึงกลางศตวรรษที่ยี่สิบ เครื่องยนต์ไอน้ำถูกใช้ในอุตสาหกรรม พวกเขายังใช้สำหรับการขนส่งทางรถไฟและไอน้ำ
โรงงานที่ใช้เครื่องจักรไอน้ำ:
- น้ำตาล;
- กล่องไม้ขีด;
- โรงงานกระดาษ
- สิ่งทอ;
- สถานประกอบการด้านอาหาร (ในบางกรณี)
กังหันไอน้ำเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์นี้ด้วย เครื่องกำเนิดไฟฟ้ายังคงทำงานด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา ประมาณ 80% ของไฟฟ้าทั่วโลกผลิตขึ้นโดยใช้กังหันไอน้ำ
ในเวลาอันสมควรถูกสร้างขึ้น ประเภทต่างๆการขนส่งที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำ บางคนไม่ได้หยั่งรากเพราะปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ในขณะที่บางคนยังคงทำงานอยู่ในปัจจุบัน
การขนส่งด้วยพลังไอน้ำ:
- รถยนต์;
- รถแทรกเตอร์;
- รถขุด;
- เครื่องบิน;
- หัวรถจักร;
- เรือ;
- รถแทรกเตอร์
นี่คือประวัติศาสตร์ของการประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำ เราสามารถพิจารณาตัวอย่างที่ดีของรถแข่ง Serpoll ที่สร้างขึ้นในปี 1902 โดยสังเขป มันสร้างสถิติโลกความเร็ว 120 กม. ต่อชั่วโมงบนบก นั่นคือเหตุผลที่รถยนต์ไอน้ำสามารถแข่งขันกับรถยนต์ไฟฟ้าและน้ำมันเบนซินได้
ดังนั้นในสหรัฐอเมริกาในปี 1900 เครื่องจักรไอน้ำส่วนใหญ่จึงถูกผลิตขึ้น พวกเขาพบกันตามท้องถนนจนถึงวัยสามสิบของศตวรรษที่ยี่สิบ
ยานพาหนะเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่เป็นที่นิยมหลังจากการถือกำเนิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งมีประสิทธิภาพสูงกว่ามาก รถยนต์ดังกล่าวประหยัดกว่าในขณะที่เบาและรวดเร็ว
Steampunk เป็นเทรนด์ในยุคของเครื่องจักรไอน้ำ
เมื่อพูดถึงเครื่องจักรไอน้ำ ฉันอยากจะพูดถึงเทรนด์ยอดนิยม - steampunk คำประกอบด้วยสอง คำภาษาอังกฤษ- "ไอน้ำ" และ "ประท้วง" Steampunk เป็นนิยายวิทยาศาสตร์ประเภทหนึ่งที่บอกเล่าเรื่องราวในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ในอังกฤษยุควิกตอเรีย ช่วงเวลานี้ในประวัติศาสตร์มักถูกเรียกว่ายุคแห่งไอน้ำ
ทุกงานมีหนึ่ง คุณสมบัติที่โดดเด่น- พวกเขาเล่าถึงชีวิตในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ XIX รูปแบบของคำบรรยายในเวลาเดียวกันคล้ายกับนวนิยายของ H.G. Wells "The Time Machine" แปลงอธิบายภูมิทัศน์ของเมือง อาคารสาธารณะ เทคโนโลยี ให้ความสนใจเป็นพิเศษกับเรือบิน รถยนต์เก่า สิ่งประดิษฐ์ที่แปลกประหลาด ชิ้นส่วนโลหะทั้งหมดถูกยึดด้วยหมุดย้ำ เนื่องจากยังไม่ได้ใช้การเชื่อม
คำว่า "steampunk" มีต้นกำเนิดในปี 1987 ความนิยมเกิดขึ้นจากรูปลักษณ์ของ Difference Engine มันถูกเขียนในปี 1990 โดย William Gibson และ Bruce Sterling
วี ต้นXXIศตวรรษ ภาพยนตร์ที่มีชื่อเสียงหลายเรื่องได้รับการปล่อยตัวในทิศทางนี้:
- "เครื่องย้อนเวลา";
- ลีกสุภาพบุรุษวิสามัญ;
- "แวน เฮลซิง"
ผู้บุกเบิก Steampunk ได้แก่ ผลงานของ Jules Verne และ Grigory Adamov ความสนใจในพื้นที่นี้เป็นครั้งคราวปรากฏในทุกด้านของชีวิต - จากภาพยนตร์ไปจนถึงเสื้อผ้าในชีวิตประจำวัน
