Historien om dampmaskinen og dens anvendelse

Opfindelsen af dampmaskiner var et vendepunkt i menneskets historie. Et eller andet sted ved årsskiftet XVII-XVIII århundrede begyndte det at erstatte ineffektive manuel arbejdskraft, vandhjul og vindmøller på en helt ny og unik mekanismer - dampmaskiner. Det er takket være dem blev muligt teknisk og industriel revolution, og hele udviklingen af menneskeheden.

Men hvem opfandt dampmaskinen? Til menneskeheden er den forpligtet til? Og da var det? Alle disse spørgsmål og vi prøver at finde svar.

Før vores æra

Historien om dampmaskinen går tilbage til det første århundrede før Kristus. Geron Aleksandriysky beskrevet en mekanisme, der begyndte at arbejde, når det påvirkede par. Indretningen er en ballon, der var fastsat dyse. Fra dyser tangentialt ud damp, hvorved motoren til at rotere. Det var den første enhed, der kører på damp.

Skaberen af dampmaskinen (eller rettere, en turbine) - Taqi al-Din (arabisk filosof, ingeniør og astronom). Hans opfindelse blev bredt kendt i Egypten i det XVI århundrede. Mekanismen er indrettet som følger: damp strømmen rettes direkte ved mekanismen med vinger, og når røg billowed - knivene roterer. Noget lignende i 1629 og tilbød den italienske ingeniør Dzhovanni Branka. Den største ulempe ved disse opfindelser var for højt forbrug af damp, hvilket igen krævede en enorm mængde energi, og det var ikke hensigtsmæssigt. Udviklingen har været suspenderet siden den daværende videnskabelige og teknologiske viden om menneskeheden ikke var nok. Hertil kommer, at behovet for sådanne opfindelser helt fraværende.

design

oprettelsen af dampmaskinen ikke var muligt, indtil det XVII århundrede. Men så snart strimlen menneskelige udviklingsniveau tog, så var der de første forekomster og opfindelse. Selvom alvorligt de havde på det tidspunkt vidste jeg ikke tage. For eksempel, i 1663 den engelske videnskabsmand offentliggjort i pressen designe sin opfindelse, som han satte i slottet Raglan. Hans indretning anvendes til at hæve vandtårne på væggene. Men som med alle nye og ukendte, blev dette projekt modtaget med tvivl, og sponsorer for sin videre udvikling var ikke.

Historie af dampmaskinen begynder med opfindelsen paroatmosfernoy maskine. I 1681, forskere fra den franske Denis Papin opfundet en anordning, der pumper vand fra minerne. Som en drivkraft for første gang anvendte pulveret, og den blev derefter erstattet af damp. Så der paroatmosfernaya maskine. En kæmpe bidrag til forbedringen foretaget af forskere fra England Tomas Nyukomen og Thomas Savery. Uvurderlig bistand har også selvlært russiske opfinder Ivan Polzunov.

En mislykket forsøg Papen

Paroatmosfernaya maskine, mens langt fra perfekt, har påkaldt sig særlig opmærksomhed inden for skibsbygning. D. Papin deres sidste besparelser brugt på køb af en lille båd, der beskæftiger sig med installation af vand løft maskiner paroatmosfernoy egen produktion. Virkningsmekanismen lå i det faktum, at der falder fra en højde, vandet begynder at dreje hjulet.

Dens opfinder test udført i 1707 på Fulda-floden. Mange mennesker samledes for at se miraklet: Tag floden båden uden sejl og årer. Men i løbet af testen var der en ulykke: motor eksploderede og dræbte adskillige mennesker. Myndighederne er vrede på den uheldige opfinder og forbød ham fra enhver form for arbejde og projekter. Skibet blev konfiskeret og destrueret, og Papen selv døde få år senere.

fejl

Det damper Papen var den næste princip. Ved bunden af cylinderen var det nødvendigt at hælde en lille mængde vand. Af sig selv placeret risteren cylinder, som tjente til at opvarme væsken. Når vandet begyndte at koge, bliver dampen dannes, strækker sig, hævede stempel. Fra rummet over stemplet gennem en specielt udstyret ventil opdrift. Efter at vandet begyndte at koge og damp faldt, var det nødvendigt at fjerne fyrfadet at lukke ventilen for at fjerne luft, og ved hjælp af koldt vand til at afkøle cylindervæggen. Gennem sådanne action par, som var i cylinderen, kondenseret, blev det dannet under stemplet vakuum og atmosfærisk tryk på grund af kraften fra stemplet tilbage til sin oprindelige plads. I løbet af sin nedadgående bevægelse og udføre nyttigt arbejde. Men dampmaskinen effektivitet Papin var negativ. skib motor var meget uøkonomisk. Og vigtigst af alt, det var for kompliceret og besværligt at bruge. Derfor opfindelsen Papen havde nogen fremtid fra starten.

tilhængere

Men den historie af dampmaskinen ikke ende der. Dernæst har vi en langt mere vellykket end Papen, vendte den engelske videnskabsmand Tomas Nyukomen. Han har længe studeret værker af deres forgængere, med fokus på svagheder. Og han tog det bedste af deres værker, skabt i 1712 sit personale. Den nye dampmotor (tilgængeligt vist) blev konstrueret som følger: bruges cylinder er i en vertikal stilling, og stemplet. Det Newcomen tog fra arbejde Papen. Imidlertid parrene er dannet i en anden potte. Omkring stemplet blev fastsat integreret hud, der signifikant forøget tæthed inden dampcylinderen. Denne maskine har også paroatmosfernoy (vand hævet fra minen ved hjælp af atmosfærisk tryk). Den største ulempe ved opfindelsen har været dens besværlige og uøkonomiske: maskinen "spiste" en enorm mængde af kul. Dog skal ydelser det bragt betydeligt større end Papin opfindelse. Derfor er det anvendes til næsten halvtreds år i huler og miner. Det blev brugt til at pumpe grundvand, samt til tørring af køretøjer. Tomas Nyukomen forsøgt at konvertere sin bil, så de er i stand til at bruge den til trafik. Men alle hans forsøg mislykkedes.

Den næste videnskabsmand, erklærede sig blev D. Hull fra England. I 1736 introducerede han verden til sin opfindelse: paroatmosfernuyu maskine, der som en motor var skraberullerne. Dens udvikling har haft mere succes end Papen. Umiddelbart flere af disse fartøjer blev produceret. De er for det meste bruges til at trække pramme, skibe og andre fartøjer. Men pålideligheden af maskinen paroatmosfernoy mangler troværdighed og skibe, der er udstyret med sejl som den vigtigste drivkraft.

Selvom Hull havde mere held end Papen, hans opfindelse tabt gradvist relevans, og de bliver afvist. Stadig har paroatmosfernyh maskiner dengang der var mange specifikke mangler.

Historien om dampmaskinen i Rusland

Det næste gennembrud kom i det russiske imperium. I 1766, på et metalværker i Barnaul den første dampmaskine, som tilføres smelteovnen luft blev oprettet ved hjælp af specielle bælge. Det blev skaberen Ivan Ivanovich Polzunov, der for hans tjenester til sit land selv givet rang af officer. Opfinder præsenterede sine overordnede tegninger og planer "brand bil" i stand til kraftoverførsel bælge.

Men skæbnen har spillet en grusom spøg med Polzunova: syv år efter sit udkast blev vedtaget, og bilen er samlet, blev han syg og døde af forbruget - blot en uge før testen begyndte sin motor. Men hans dokument var, tilstrækkeligt til at starte motoren.

Så, den 7. august, 1766 Polzunova dampmaskine blev lanceret og placeret under belastning. Men i november samme år, hun brød sammen. Årsagen til kedlen at være for tynde vægge, der ikke er beregnet for fragten. Desuden opfinderen skrev i hans instruktioner, at dette kun under testen kan bruges gryde. Produktionen af den nye kedel ville have let betalt ud, fordi dampmaskinen Polzunova effektivitet var positiv. Over 1023 timers arbejde med hjælp fra smeltes sølv mere end 14 pounds!

Men på trods af dette, at ingen reparere mekanismen ikke gjorde. Dampmaskine Polzunova samler støv i over 15 år på lageret, mens verden industrien ikke står stille og udvikles. Og så helt blev demonteret for dele. Tilsyneladende, dengang Rusland har endnu ikke vokset til dampmaskiner.

krav gang

I mellemtiden gjorde livet på stedet ikke stå. Og menneskeheden har hele tiden tænkt på at skabe en mekanisme til ikke afhænge af den lunefulde natur, og tage kontrol skæbne. Fra sejlene vil alle gerne give op så hurtigt som muligt. Derfor er etableringen af en permanent mekanisme til dampen hang i luften. I 1753 i Paris, blev han forfremmet konkurrence blandt kunstnere, videnskabsmænd og opfindere. Academy of Sciences annoncerede pris til alle, der kan skabe en mekanisme, der kan erstatte kraften i vinden. Men til trods for at deltaget i konkurrencen sådanne sind som L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix og andre fornuftige forslag ikke er udstedt en.

År bestået. Og den industrielle revolution var æglæggende flere og flere lande. Forrang og lederskab blandt de andre magter uvægerligt voldsramte England. Ved udgangen af det attende århundrede, blev det skaberen af britiske storindustri, og dermed vandt titlen som verdens monopolist i denne industri. Spørgsmålet om mekanisk drevet hver dag bliver mere og mere vigtigt. Og denne motor blev oprettet.

Den første dampmaskine i verden

1784 var for Storbritannien og verden vendepunkt i den industrielle revolution. Og den ansvarlige for dette var den engelske ingeniør Dzheyms Uatt. Dampmaskinen, som han grundlagde, blev den mest højprofilerede opdagelse af dette århundrede.

Dzheyms Uatt i flere år studeret tegningerne, strukturen og arbejdsvilkår principper for paroatmosfernyh maskiner. Og på grundlag af alt dette, konkluderede han, at effektiviteten af motoren er nødvendigt for at udligne temperaturen af vandet i cylinderen og damp, som kommer ind i mekanismen. Den største ulempe paroatmosfernyh maskiner er det konstante behov for kølevand af cylinderen. Det var ubehageligt og hjælpematerialer.

Den nye dampmaskine blev konstrueret på anden måde. Således cylinderen var en særlig skjorte af damp. Således Watt sikret sin permanente varm tilstand. Opfinderen har oprettet en særlig beholder, dyppet i koldt vand (kondensator). Den er forbundet cylinderrør. Når damp følges i cylinderen gennem røret, og faldt i kondensatoren der konverteres tilbage til vand. Arbejder på en forbedring af sin bil, Watt skabte et vakuum i kondensatoren. Således er alle dampen passerer fra cylinderen, kondenseres deri. Takket være denne nyskabelse i høj grad øger udvidelse af damp, hvilket igen gør det muligt at udtrække den samme mængde damp er meget mere energi. Det var succesen af kronen.

Oprettet af dampmaskinen også ændret og princippet lufttilførslen. Nu først damp kommer ind under stemplet, og derved at løfte det, og derefter gå over stemplet, sænkning. Således både slagtilfælde i mekanismen arbejder stål, som ikke selv tidligere har været muligt. En en-hestekræfter kulforbrug var fire gange mindre end henholdsvis i paroatmosfernyh maskiner, og derefter søgte Dzheyms Uatt. Dampmaskine vandt meget hurtigt den første britiske godt, og så hele verden.

"Charlotte Dundas"

Efter at verden blev ramt af opfindelsen af James Watt, begyndte udbredte brug af dampmaskiner. Så i 1802 i Storbritannien har sin første skib et par - "Charlotte Dundas" båd Dens skabere tror William Symington. Båden blev brugt som det trækkende af pramme efter kanal. Den rolle, som propellen på skibet spillet en skovlhjul monteret på hækken. Båden er første gang afprøvet med succes: to store pramme trukket 18 miles i seks timer. Samtidig er det stærkt forstyrrede modvind. Men lykkedes det ham.

Alligevel blev det placeret på vittighed, fordi de var bange for, at på grund af de stærke bølger, som blev oprettet i henhold skovlhjulet, vil canal banker blive sløret. Af den måde, "Charlotte" test mennesker deltog, hvoraf hele verden betragtes som skaberen af det første skib.

Det første skib i verden

Engelsk skibsbygger Robert Fulton med sin ungdom, drømte om et skib med en dampmaskine. Og nu er hans drøm er blevet muligt. Efter opfindelsen af dampmaskiner er blevet en ny impuls til skibsbygning. Sammen med Allahs Amerika R. Livingston, der overtog den finansielle side af sagen, tog Fulton op udkastet af skibet med en dampmaskine. Det var en kompliceret opfindelse er baseret på ideen om åre fremdrift. Ifølge skibets sider blev trukket i en række padler, der simulerer en række sjove. I dette tilfælde, padler og derefter interfererer med hinanden og brød. I dag kan man nemt sige, at den samme effekt kunne opnås, hvis alle tre eller fire padler. Men ud fra perspektivet af videnskab og teknologi på det tidspunkt, det var umuligt at se. Derfor skibsbyggere havde meget mere kompliceret.

I 1803, har Fultons opfindelse blevet præsenteret rundt omkring i verden. Damperen var langsomt og jævnt på Seinen, fantastiske sind og fantasi af mange forskere og figurer af Paris. Men Napoleons regering afviste projektet, og irriteret skibsbyggere blev tvunget til at søge lykken i Amerika.

Og i august 1807 verdens første skib med navnet "Claremont", hvor den mest kraftfulde dampmaskine var involveret (foto vist), gik på Hudson Bay. Mange mennesker simpelthen ikke tror på succes.

I den første flyvning, "Claremont" gik uden last og ingen passagerer. Ingen ønskede at gå på en tur om bord på skibet ildsprudlende. Men på vej tilbage, der var den første passager - en lokal landmand, der har betalt seks dollars for en billet. Han blev den første i historien om passager rederi. Fulton var så meget bevæget, at vovehals gav livslang gratis rejse på alle deres opfindelser.