Ще в давні часи люди намагалися використовувати енергію палива для перетворення її в механічну. У XVII в. був винайдений тепловий двигун, який в наступні роки був вдосконалений, але ідея залишилася тією ж. У всіх двигунах енергія палива переходить спочатку в енергію газу або пари, а газ (пара) розширюючись, здійснює роботу і охолоджується, а частина його внутрішньої енергії при цьому перетворюється в механічну енергію. На жаль, коефіцієнт корисної дії не високий.
Історія винаходу теплових двигунів надзвичайно цікава і повчальна, оскільки є історією на
оборот. Тобто тут винахід як би випереджає відкри
тя. Ледве фізики розробили Термометрична шкалу (1742 р.), заклали основи молекулярного вчення про теплоту (1744-1750 рр..) І ввели в науку поняття питомої теплоти пароутворення (1757-1760 рр..), Як відразу ж ізобретате
Чи почали працювати над створенням теплової машини.
Принципів роботи подібних механізмів тоді просто не існувало, чи не були відкриті всі фундаментальні га зові закони, ніхто не підозрював про зв'язок теплоти і енер гии. Вийшло інакше. Інженери почали старт до нових технологій зі скромною теоретичної бази, яка раз Растан і поповнювалася відкриттями в міру досконалість вання винаходів. У вченні про теплоту теорія і практика слідували пліч-о-пліч, взаємно збагачуючи один одного. Причини того, що практичний розвиток теплових дви гунів кілька випередило теорію цих пристроїв, а потім слід було за нею по п'ятах, криються в промисловому пере комірі. Епоха пізнього середньовіччя і початку Нового ча мени ознаменувалася повсюдним поширенням на про ізводстве механізації.
Однак механізація, цілком зави сящая від мускульної сили, була одночасно і фактором, що стримує подальший прогресивний розвиток індуст рії. Першою теплової машиною був паровий насос, при ніж одним з найбільш ранніх пристроїв цього типу вважає ся насос Севері, побудований в Англії в XVI столітті. Пара з котла насоса Севері подавався через перегінну трубку, забезпечену вентилем, в спеціальний резервуар, за заповнений водою. Вступник під тиском пар витес нял воду вгору по трубці, оснащеної клапаном. Потім пара остигав і конденсировался. Тиск у цій трубці падало, але вода не опускалася про ратно, тому що того перешкоджав клапан. Зате знизу поступу ла вода, яку і покликаний був втягувати насос.
Машина Севері призначалася для відкачування води з шахт і примі рівнялася до середини XVIII ст. Трохи раніше, в 1763-1766 рр.., Російським ізобретате лем І.І. Ползуновим була сконструйована інша теплова машина. Автоматичний і безперервно діючий паровий двигун був розрахований на приведення в рух верстатів, різних механізмів і подібних їм пристроїв на алтайських металургійних і гірничорудних заводах. Це була найперша теплова машина в історії, проте вуст ройство зіграло, на жаль, незначну роль у раз вітіі науки. Про нього та його винахідника ніколи не дізналися за кордоном і швидко забули на батьківщині. Більш досконалим паровим насосом, ніж пристрій Се вері, з'явилася машина, винайдена англійським ковалем Ньюкоменом. Вона була оснащена головним елементом теплового двигуна - поршневим циліндром, який відсутній вал у насоса Севері. Незважаючи на явні переваги пе ред ранніми типами теплових машин, двигун Ньюкомена могла застосовуватися лише в насосних установках. Він не був позбавлений принципових недоліків інших парових машин, не був автоматичним і чинним безперервно. Машина працювала лише частина циклу, тобто поки поршень йшов вперед. Зворотного ходу поршня забезпечити не вдавалося. Крім того, пристрій працював за умови, що обслуговуючий персонал відкривав і закривав вентилі. Паровий агрегат безперервної дії був сконструйований тільки в 1782 р. Дж. Уаттом. Винахідник зрозумів, що машина для підтримки безперервного функціонування має викидати пар по завершенні ходи поршня. На цю ідею Уатта наштовхнула, якщо вірити історичним фактом, що стрибає на каструлі кришка. Пар випускався спеціальним регулюючим пристроєм, віддалено схожим на сучасний золотник. Функція, яку реалізує будь тепловий двигун (далі двигун), полягає в тому, що б (як у класиці) взяти і поділити. У даному випадку береться потенційна енергія робочого тіла і ділиться на корисну роботу і втрати.
Для цього поділу придумали всього два принципи: або використовувати безпосередньо тиск робочого тіла, або - розігнати його і використовувати вже кінетичну енергію потоку. Ось власне і все. Вся маса створених в даний час двигунів базується всього лише на комбінації цих двох принципів і будь-який двигун являє собою машину, перетворюючу енергію, переважно, одним або другим способом. Іноді ці способи поєднуються в одному двигуні в порівнянних пропорціях. Фактично вся громіздка маса знання про двигуни має цей, досить скромний базис. Все інше, а зокрема - технології розрахунку і виробництва являє собою надбудову, істотно ускладнює розуміння суті та, переважно, утруднює вихід за задані історією рамки розвитку двигунобудування.
Принципів роботи подібних механізмів тоді просто не існувало, чи не були відкриті всі фундаментальні га зові закони, ніхто не підозрював про зв'язок теплоти і енер гии. Вийшло інакше. Інженери почали старт до нових технологій зі скромною теоретичної бази, яка раз Растан і поповнювалася відкриттями в міру досконалість вання винаходів. У вченні про теплоту теорія і практика слідували пліч-о-пліч, взаємно збагачуючи один одного. Причини того, що практичний розвиток теплових дви гунів кілька випередило теорію цих пристроїв, а потім слід було за нею по п'ятах, криються в промисловому пере комірі. Епоха пізнього середньовіччя і початку Нового ча мени ознаменувалася повсюдним поширенням на про ізводстве механізації.
Однак механізація, цілком зави сящая від мускульної сили, була одночасно і фактором, що стримує подальший прогресивний розвиток індуст рії. Першою теплової машиною був паровий насос, при ніж одним з найбільш ранніх пристроїв цього типу вважає ся насос Севері, побудований в Англії в XVI столітті. Пара з котла насоса Севері подавався через перегінну трубку, забезпечену вентилем, в спеціальний резервуар, за заповнений водою. Вступник під тиском пар витес нял воду вгору по трубці, оснащеної клапаном. Потім пара остигав і конденсировался. Тиск у цій трубці падало, але вода не опускалася про ратно, тому що того перешкоджав клапан. Зате знизу поступу ла вода, яку і покликаний був втягувати насос.
Машина Севері призначалася для відкачування води з шахт і примі рівнялася до середини XVIII ст. Трохи раніше, в 1763-1766 рр.., Російським ізобретате лем І.І. Ползуновим була сконструйована інша теплова машина. Автоматичний і безперервно діючий паровий двигун був розрахований на приведення в рух верстатів, різних механізмів і подібних їм пристроїв на алтайських металургійних і гірничорудних заводах. Це була найперша теплова машина в історії, проте вуст ройство зіграло, на жаль, незначну роль у раз вітіі науки. Про нього та його винахідника ніколи не дізналися за кордоном і швидко забули на батьківщині. Більш досконалим паровим насосом, ніж пристрій Се вері, з'явилася машина, винайдена англійським ковалем Ньюкоменом. Вона була оснащена головним елементом теплового двигуна - поршневим циліндром, який відсутній вал у насоса Севері. Незважаючи на явні переваги пе ред ранніми типами теплових машин, двигун Ньюкомена могла застосовуватися лише в насосних установках. Він не був позбавлений принципових недоліків інших парових машин, не був автоматичним і чинним безперервно. Машина працювала лише частина циклу, тобто поки поршень йшов вперед. Зворотного ходу поршня забезпечити не вдавалося. Крім того, пристрій працював за умови, що обслуговуючий персонал відкривав і закривав вентилі. Паровий агрегат безперервної дії був сконструйований тільки в 1782 р. Дж. Уаттом. Винахідник зрозумів, що машина для підтримки безперервного функціонування має викидати пар по завершенні ходи поршня. На цю ідею Уатта наштовхнула, якщо вірити історичним фактом, що стрибає на каструлі кришка. Пар випускався спеціальним регулюючим пристроєм, віддалено схожим на сучасний золотник. Функція, яку реалізує будь тепловий двигун (далі двигун), полягає в тому, що б (як у класиці) взяти і поділити. У даному випадку береться потенційна енергія робочого тіла і ділиться на корисну роботу і втрати.
Для цього поділу придумали всього два принципи: або використовувати безпосередньо тиск робочого тіла, або - розігнати його і використовувати вже кінетичну енергію потоку. Ось власне і все. Вся маса створених в даний час двигунів базується всього лише на комбінації цих двох принципів і будь-який двигун являє собою машину, перетворюючу енергію, переважно, одним або другим способом. Іноді ці способи поєднуються в одному двигуні в порівнянних пропорціях. Фактично вся громіздка маса знання про двигуни має цей, досить скромний базис. Все інше, а зокрема - технології розрахунку і виробництва являє собою надбудову, істотно ускладнює розуміння суті та, переважно, утруднює вихід за задані історією рамки розвитку двигунобудування.
Комментариев нет:
Отправить комментарий