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一,、蒸汽輪機是什么材質(zhì)的？

全稱叫蒸汽渦輪發(fā)動機（Steam turbine）是一種擷?。▽⑺訜岷笮纬傻模┧羝畡幽苻D(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)動的動能的機械,。主要是鑄鐵做的，軸承等會用青銅等材料,。

相較于原由詹姆斯·瓦特改進的單級往復(fù)式蒸汽機,，渦輪蒸汽機大幅改善了熱效率，更接近熱力學(xué)中理想的可逆過程,，并能提供更大的功率,，它幾乎完全取代了往復(fù)式蒸汽機。

渦輪蒸汽機特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電,，世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機所產(chǎn)生,。

二、蒸汽機船材質(zhì)和特點,？

蒸汽機船材質(zhì)是鐵,，主要是鑄鐵做的,，軸承等會用青銅等材料。

蒸汽輪船的特點,，是用蒸汽機作動力的機械推進船舶,。蒸汽機的出現(xiàn)使船舶動力發(fā)生了革命性變化，從而完成了船舶動力的革命,。

船舶的推動力從人力,、自然力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械力，船舶用蒸汽機提供的巨大動力,，使人類有可能建造越來越大的船,，運載更多的貨物。

三,、世界最先進蒸汽輪機,？

蒸汽機有很多種，世界上動力最強的蒸汽機是蒸汽輪機,，它的全稱叫蒸汽渦輪發(fā)動機（Steam turbine）是一種擷?。▽⑺訜岷笮纬傻模┧羝畡幽苻D(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)動的動能的機械。相較于原由詹姆斯·瓦特發(fā)明的單級往復(fù)式蒸汽機,，渦輪蒸汽機大幅改善了熱效率,，更接近熱力學(xué)中理想的可逆過程,，并能提供更大的功率,，至今它幾乎完全取代了往復(fù)式蒸汽機。渦輪蒸汽機特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電,，世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機所產(chǎn)生,。

老式船艦中也有不少使用，但是在現(xiàn)代化船艦中已經(jīng)被燃氣渦輪引擎全面取代,，只有少數(shù)特例如現(xiàn)代級還使用蒸汽渦輪,。

蒸汽輪機，簡單的說就是個風(fēng)車,，發(fā)明人已不可考,，但它的原理是：燃氣－蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)，即把燃氣輪機和蒸氣輪機這兩種按不同熱力循環(huán)工作的熱機聯(lián)合在一起的裝置,，有時也簡稱為聯(lián)合循環(huán),。

四、世界上第一艘蒸汽船最快多少節(jié),？

第一艘蒸汽船“特彼尼亞”號的船體看上去很輕盈,，航速到達了每小時64公里，成為當時世界上跑得最快的船艇,，而當時英國皇家海軍航速最快的艦艇是每小時50公里,。

　　“特彼尼亞”號長32米，寬2.7米，吃水0.91米,，排水量44.5噸,，共裝有3臺蒸汽輪機，每臺蒸汽渦輪機有3個傳動軸,，每個傳動軸帶動3個螺旋槳,，共有9個螺旋槳，總功率2100馬力,。

五,、蒸汽機的工作原理以及它的能量轉(zhuǎn)化？

蒸汽機是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機械功的往復(fù)式動力機械,。蒸汽機的出現(xiàn)曾引起了18世紀的工業(yè)革命,。直到20世紀初，它仍然是世界上最重要的原動機,，后來才逐漸讓位于內(nèi)燃機和汽輪機等,。

16世紀末到17世紀后期，英國的采礦業(yè),，特別是煤礦,，已發(fā)展到相當?shù)囊?guī)模，單靠人力,、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求,，而現(xiàn)場又有豐富而廉價的煤作為燃料。現(xiàn)實的需要促使許多人,，如英國的帕潘,、薩弗里、紐科門等就致力于“以火力提水”的探索和試驗,。

薩弗里制成的世界上第一臺實用的蒸汽提水機,，在1698年取得標名為“礦工之友”的英國專利。他將一個蛋形容器先充滿蒸汽,，然后關(guān)閉進汽閥,，在容器外噴淋冷水使容器內(nèi)蒸汽冷凝而形成真空。打開進水閥,，礦井底的水受大氣壓力作用經(jīng)進水管吸入容器中,；關(guān)閉進水閥，重開進汽閥,，靠蒸汽壓力將容器中的水經(jīng)排水閥壓出,。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時，關(guān)閉進汽閥和排水閥,，重新噴水使蒸汽冷凝,。如此反復(fù)循環(huán),，用兩個蛋形容器交替工作，可連續(xù)排水,。

薩弗里的提水機依靠真空的吸力汲水,，汲水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井汲水,，須將提水機裝在礦井深處,，用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上，這在當時無疑是困難而又危險的,。

紐科門及其助手卡利在1705年發(fā)明了大氣式蒸汽機,，用以驅(qū)動獨立的提水泵，被稱為紐科門大氣式蒸汽機,。這種蒸汽機先在英國,，后來在歐洲大陸得到迅速推廣，它的改型產(chǎn)品直到19世紀初還在制造,。紐科門大氣式蒸汽機的熱效率很低,，這主要是由于蒸汽進入汽缸時，在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,，只在煤價低廉的產(chǎn)煤區(qū)才得到推廣,。

1764年，英國的儀器修理工瓦特為格拉斯哥大學(xué)修理紐科門蒸汽機模型時,，注意到了這一缺點,，并于1765年發(fā)明了設(shè)有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機，并于1769年取得了英國的專利,。初期的瓦特蒸汽機仍用平衡杠桿和拉桿機構(gòu)來驅(qū)動提水泵,，為了從凝汽器中抽除凝結(jié)水和空氣,，瓦特裝設(shè)了抽氣泵,。他還在汽缸外壁加裝夾層，用蒸汽加熱汽缸壁,，以減少冷凝損失,。

1782年前后，瓦特將機器進一步改進,，完成了兩項重要發(fā)明：在活寒工作行程的中途,，關(guān)閉進汽閥，使蒸汽膨脹作功以提高熱效率,；使蒸汽在活塞兩面都作功(雙作用式),，以提高輸出功率。這時的活塞既要向下拉動杠桿又要向上推動杠桿,，扇形平衡杠桿和拉鏈已不再適用,，瓦特使發(fā)明了平行四邊形機構(gòu),。瓦特還于18世紀末將曲柄連桿機構(gòu)用在蒸汽機上。

瓦特的創(chuàng)造性工作使蒸汽機迅速地發(fā)展,，他使原來只能提水的機械,，成為了可以普遍應(yīng)用的蒸汽機，并使蒸汽機的熱效率成倍提高,，煤耗大大下降,。因此瓦特是蒸汽機最主要的發(fā)明人。

自18世紀晚期起,，蒸汽機不僅在采礦業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,，在冶煉、紡織,、機器制造等行業(yè)中也都獲得迅速推廣,。它使英國的紡織品產(chǎn)量在20多年內(nèi)(從1766年到1789年)增長了5倍，為市場提供了大量消費商品,，加速了資金的積累,，并對運輸業(yè)提出了迫切要求。

在船舶上采用蒸汽機作為推進動力的實驗始于1776年,經(jīng)過不斷改進,，至1807年,，美國的富爾頓制成了第一艘實用的明輪推進的蒸汽機船“克萊蒙脫”號。此后,，蒸汽機在船舶上作為推進動力歷百余年之久,。

1801年，英國的特里維西克提出了可移動的蒸汽機的概念,，1803年,，這種利用軌道的可移動蒸汽機首先在煤礦區(qū)出現(xiàn)，這就是機車的雛型,。英國的斯蒂芬森將機車不斷改進,，于1829年創(chuàng)造了“火箭”號蒸汽機車，該機車拖帶一節(jié)載有30位乘客的車廂,，時速達46公里/時,，引起了各國的重視，開創(chuàng)了鐵路時代,。

19世紀末,，隨著電力應(yīng)用的興起，蒸汽機曾一度作為電站中的主要動力機械,。1900年,，美國紐約曾有單機功率達五兆瓦的蒸汽機電站。

蒸汽機的發(fā)展在20世紀初達到了頂峰,。它具有恒扭矩,、可變速,、可逆轉(zhuǎn)、運行可靠,、制造和維修方便等優(yōu)點,，因此曾被廣泛用于電站、工廠,、機車和船舶等各個領(lǐng)域中,，特別在軍艦上成了當時唯一的原動機。

蒸汽機按蒸汽在活塞一側(cè)或兩側(cè)工作,，可分為單作用和雙作用式,；按汽缸布置方式，可分為立和臥式,；按蒸汽是在一個汽缸中膨脹或依次連續(xù)在多個汽缸中膨脹,，可分為單脹式和多脹式；按蒸汽在汽缸中的流向,，可分為回流式和單流式,；按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式,。

簡單蒸汽機主要由汽缸,、底座、活塞,、曲柄連桿機構(gòu),、滑閥配汽機構(gòu)、調(diào)速機構(gòu)和飛輪等部分組成,，汽缸和底座是靜止部分,。從鍋爐來的新蒸汽，經(jīng)主汽閥和節(jié)流閥進入滑閥室,，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側(cè)或右側(cè),，推動活塞運動。

蒸汽機的發(fā)展首先體現(xiàn)在功率和效率的提高,，而這又主要取決于蒸汽參數(shù)的提高,。初期蒸汽機的蒸汽壓力僅為0.11～0.13兆帕,，19世紀初才達到0.35～0.7兆帕,，20世紀20年代曾用到6～10兆帕。在蒸汽溫度上,，19世紀末還不超過250℃,，而到20世紀30年代曾用到450～480℃。

至于效率,，瓦特初期連續(xù)運轉(zhuǎn)的蒸汽機,，按燃料熱值計總效率不超過3％,；到1840年，最好的凝汽式蒸汽機總效率可達8％,；到20世紀,，蒸汽機最高效率可達到20％以上。

在轉(zhuǎn)速方面,，18世紀末瓦特蒸汽機僅40～50轉(zhuǎn)/分,；20世紀初轉(zhuǎn)速達到100～300轉(zhuǎn)/分，個別蒸汽機曾達到2500轉(zhuǎn)/分,。在功率方面,，最初單機功率僅幾馬力，20世紀初的一臺船用蒸汽機的功率可達25000馬力,。

隨著蒸汽參數(shù)和功率的提高,，蒸汽已不可能在一個汽缸中繼續(xù)膨脹，還必須在相連接的汽缸中繼續(xù)膨脹,，于是出現(xiàn)了多級膨脹的蒸汽機,。蒸汽機因受到潤滑油閃點的限制，所用蒸汽的最高溫度一般都不超過400℃,，機車,，船用等移動式蒸汽機還略低一些，多數(shù)不高于350℃,?？紤]到膨脹的可能性和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性，常用壓力在2.5兆帕以下,。蒸汽參數(shù)受到限制,，從而也限制了蒸汽機功率的進一步提高。

蒸汽機的出現(xiàn)和改進促進了社會經(jīng)濟的發(fā)展,，但同時經(jīng)濟的發(fā)展反過來又向蒸汽機提出了更高的要求,，如要求蒸汽機功率大、效率高,、重量輕,、尺寸小等。盡管人們對蒸汽機作過許多改進,，不斷擴大它的使用范圍和改善它的性能,，但是隨著汽輪機和內(nèi)燃機的發(fā)展，蒸汽機因存在不可克服的弱點而逐漸衰落,。

蒸汽機的弱點是：離不開鍋爐,，整個裝置既笨重又龐大；新蒸汽的壓力和溫度不能過高,，排氣壓力不能過低,，熱效率難以提高,；它是一種往復(fù)式機器，慣性力限制了轉(zhuǎn)速的提高,；工作過程是不連續(xù)的,，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的提高,。

因此,，拋棄了笨重鍋爐的內(nèi)燃機，最終以其重量輕,，體積小,、熱效率高和操作靈活等優(yōu)點，在船舶和機車上逐漸取代了蒸汽機,。汽輪機則以其熱效率高,、單機功率大、轉(zhuǎn)速高,、單位功率重量輕和運行平穩(wěn)等優(yōu)點,，將蒸汽機排擠出了電站。

接著電動機又以其使用方便,，代替了蒸汽機在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用,。然而小功率蒸汽機熱效率比汽輪機高，所以在產(chǎn)煤區(qū)或只有劣質(zhì)燃料的地區(qū)或某些特殊場合,，蒸汽機仍有發(fā)揮作用的余地,。

蒸汽機有很大的歷史作用，它曾推動了機械工業(yè)甚至社會的發(fā)展,。隨著它的發(fā)展而建立的熱力學(xué)和機構(gòu)學(xué)為汽輪機和內(nèi)燃機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),；汽輪機繼承了蒸汽機以蒸汽為工質(zhì)的特點，和采用凝汽器以降低排汽壓力的優(yōu)點,，摒棄了往復(fù)運動和間斷進汽的缺點,；內(nèi)燃機繼承了蒸汽機的基本結(jié)構(gòu)和傳動形式，采用了將燃油直接輸入汽缸內(nèi)燃燒的方式,，形成了熱效率高得多的熱力循環(huán),；同時，蒸汽機所采用的汽缸,、活塞,、飛輪、飛錘調(diào)速器,，閥門和密封件等,，均是構(gòu)成多種現(xiàn)代機械的基本元件。

六,、效率最高的蒸汽機

渦輪式蒸汽機,，其原理是高壓蒸汽噴在渦輪葉片上，帶動渦輪轉(zhuǎn)動,，跟水車的原理差不多,，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，零件少,，效率比往復(fù)式蒸汽機高的多.

最早的熱機原理是我國的走馬燈,，走馬燈也是渦輪機的萌芽。最初的熱機是火藥內(nèi)燃機,，由荷蘭物理學(xué)家惠更斯在1680年提出,，這種發(fā)動機就是利用火藥的爆燃來推動活塞做功的，但是,，這種機械只停留在理論上,，并沒有搞出來。值得中國人（學(xué)機械的）注意的是：往復(fù)式活塞內(nèi)燃機的主要機構(gòu)都是中國最先發(fā)明的,！比如：缸體---中國最先制造的大炮于1332年鑄成,，往復(fù)活塞、曲柄連桿機構(gòu),、飛輪等都是我國首創(chuàng),。

火藥內(nèi)燃機雖然沒有搞成功，但是為未來的蒸汽機產(chǎn)生了巨大的促進作用,。

1690年,，惠更斯的助手佩本設(shè)計出了用蒸汽做功的活塞式發(fā)動機，這個發(fā)動機尚不能用于實際生產(chǎn),，作為工業(yè)動力源,。

1698年，英國的軍事工程師薩弗里發(fā)明了一個使用蒸汽為礦井抽水的機器,，它可以抽出地下10米深的水,。這臺機器實際上就是第一臺用于工業(yè)生產(chǎn)的蒸汽機。

1711年,，紐可門（英國）制造出更好的抽水蒸汽機,，其性能有了較大的突破。從1772年起,，幾乎全英國的礦井都使用這種蒸汽抽水機,。

1768年，英國技工瓦特發(fā)明了熱效率更高的近代蒸汽機,，因此被人們譽為“蒸汽機的發(fā)明人”,。

總的來說，蒸汽機是產(chǎn)生于18世紀的英國。但是,，蒸汽機存在著體積龐大,，熱效率不高的缺陷。

由于19世紀中葉卡諾（法國人）,、邁爾（德國）,、格羅夫（英國）、焦耳（英國）,、克勞修斯（德國）,、湯姆生（英國）等人提出并完善了熱力學(xué)，同時用鋼鐵制造的精密機械已經(jīng)開始出現(xiàn),，從而解決了制造精密圓柱體和螺絲等零件的問題,，使得內(nèi)燃機的研制進程大大加快。

1860年,，法國人雷諾制造出第一臺可以實用的內(nèi)燃機,。這是一臺二沖程、無壓縮,、電點火的煤氣機,。

1862年，法國工程師德羅沙提出等容燃燒的四沖程循環(huán)原理,，加上這個時候轉(zhuǎn)爐,、平爐煉鋼法已經(jīng)相繼出現(xiàn)，為內(nèi)燃機制造提供了可靠的原材料----低碳素鋼,。

1872年,，德國鐘表匠雷特曼制成了第一臺四沖程煤氣內(nèi)燃機。

1876年,，德國人奧托研制成功一臺熱效率達到14%的往復(fù)式活塞四沖程內(nèi)燃機,，此后，奧托又把內(nèi)燃機的熱效率提高的20%以上,，這種內(nèi)燃機,，就是現(xiàn)在的汽油發(fā)動機的雛形。奧托也被稱為“四沖程內(nèi)燃機發(fā)明人”,。

1881年,，工程師克拉克研制成兩個汽缸的內(nèi)燃機。此后不久,，汽油機正式出現(xiàn)了,。

1897年，完全依靠壓縮著火的柴油機出現(xiàn)了,，它比汽油機機構(gòu)跟簡單,，燃料更便宜,。柴油機熱效率達到26%，它的發(fā)明人是德國人狄賽爾,。因此,，現(xiàn)代汽油發(fā)動機也稱為奧托發(fā)動機，柴油機稱為狄賽爾發(fā)動機,。

狄賽爾的發(fā)動機并不完善,，還不能方便地利用到工業(yè)生產(chǎn)中,，直到20世紀20年代發(fā)明燃油噴射系統(tǒng)后,，柴油機才開始廣泛地運用到各種動力機械中！本書的設(shè)定在這里需要書友們注意,。根據(jù)對燃油噴射裝置的技術(shù)要求分析,，燃油噴射泵完全可以在1902年制造出來，只是當時沒有人發(fā)明這個簡單的裝置而已,。也就是因為這樣,，造成了大型的戰(zhàn)艦很少配置柴油動力的現(xiàn)象。實際上當時的柴油機在加上燃油泵和渦輪增壓裝置以后,，完全可以替代蒸汽機和汽輪機,，而且采用彈性安裝法以后，裝備柴油機的戰(zhàn)艦不會出現(xiàn)主機過載和主軸過熱的通病,。柴油機的優(yōu)點是省油（航程大）,，啟動迅速（蒸汽機和汽輪機需要預(yù)先提升蒸汽壓力），缺點是機構(gòu)相比之下復(fù)雜了一些（不計算汽輪機鍋爐部分的情況下）,，但是用現(xiàn)代（1950年）裝備柴油機和汽輪機的艦船比較,，裝備柴油機的艦船維護費用比汽輪機艦船少14%左右。其次,，柴油機在沒有強化的條件下（增加噴射壓力是最簡單的強化手段）,，單臺推力比汽輪機要小，加速沒有汽輪機快,。

1903年,，柴油機用于輪船，1908年,，柴油機成為潛艇主動力,，1912年，柴油機驅(qū)動的遠洋巨輪建造成功,。

20世紀初,，往復(fù)活塞式的蒸汽機在船舶上逐漸被渦輪式的蒸汽輪機（汽輪機）取代，蒸汽輪機比活塞式蒸汽機熱效率更高（35%）,，單位體積能提供的推力更大,，因此汽輪機到60年代一直成為大型船舶的主要動力,。同時代的柴油機因為強化程度低而主要用于中、小型船舶,。汽輪機首先由法國的拉瓦爾于1889年發(fā)明,，到20世紀初，汽輪機已經(jīng)能夠輸出6500馬力,，相當于4800千瓦,。而實際上，當汽輪機鍋爐燃料采用煤炭,、燃油混合動力,，優(yōu)化飛輪和傳動結(jié)構(gòu)后，后來的汽輪機輸出功率成倍提升,。