一、蒸汽輪機的原理,?蒸汽輪機全稱蒸汽渦輪發(fā)動機,,其工作原理是利用鍋爐產生高溫高壓水蒸氣,然后經過噴嘴,,將高溫高壓水蒸氣噴射在渦輪葉片上推動渦輪高速旋轉,,從而產生帶動螺旋槳軸旋轉的機械能。 二,、蒸汽輪機的原理,?現代蒸汽輪機全稱蒸汽渦輪發(fā)動機,其工作原理是利用鍋爐產生高溫高壓水蒸氣,然后經過噴嘴,,將高溫高壓水蒸氣噴射在渦輪葉片上推動渦輪高速旋轉,,若旋轉的渦輪與發(fā)電機相連則可把熱能轉化為電能,若與槳葉相連,,則可把熱能轉化為動能,。 三、蒸汽推動螺旋槳原理,?蒸汽機的工作原理其實就是將熱能轉化為機械能,。 首先用鍋爐將水加 熱后形成水蒸氣,再用蒸汽推動活塞在蒸汽機缸內不斷運動,,進而帶動飛螺旋槳運動從而產生動力,。 蒸汽機輪船的兩側會裝上大的螺旋槳,蒸汽機產生的 機械動力推動螺旋槳轉動,,螺旋槳不斷拍打著水面,,這樣船就可以在水上前行了。 有了蒸汽機,,人們就可以建造更大更重的船舶,。 四、200年前蒸汽動力輪船的原理,?蒸汽輪船是用蒸汽機作動力的機械推進船舶,。蒸汽機的出現使船舶動力發(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。 五,、蒸汽機動力原理,?蒸汽機的工作原理是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。 蒸汽鍋爐中的水沸騰為蒸汽,,蒸汽被送到汽缸,,經主汽閥和節(jié)流閥進度入滑閥室,受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側,,推動活塞運知動,,蒸汽機直接將活塞的上下運動轉化為船軸的旋轉運動。 現代蒸汽機的最大的優(yōu)點是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉化為機度械能,。 六,、蒸汽輪船工作原理,?蒸汽機的工作原理其實就是將熱能轉化為機械能。 首先用鍋爐將水加 熱后形成水蒸氣,,再用蒸汽推動活塞在蒸汽機缸內不斷運動,,進而帶動飛 輪運動從而產生動力。 蒸汽機輪船的兩側會裝上大的輪子,,蒸汽機產生的 機械動力推動輪子轉動,,輪子不斷拍打著水面,這樣船就可以在水上前行了,。 有了蒸汽機,,人們就可以建造更大更重的船舶。 七,、蒸汽機的工作原理以及它的能量轉化,?蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。蒸汽機的出現曾引起了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)展到相當的規(guī)模,單靠人力,、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求,,而現場又有豐富而廉價的煤作為燃料。現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,,然后關閉進汽閥,,在容器外噴淋冷水使容器內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進水管吸入容器中,;關閉進水閥,重開進汽閥,,靠蒸汽壓力將容器中的水經排水閥壓出,。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時,,關閉進汽閥和排水閥,重新噴水使蒸汽冷凝,。如此反復循環(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來驅動提水泵,,為了從凝汽器中抽除凝結水和空氣,瓦特裝設了抽氣泵,。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,。瓦特還于18世紀末將曲柄連桿機構用在蒸汽機上,。 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量在20多年內(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,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、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或兩側工作,,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,、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成,,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或右側,,推動活塞運動。 蒸汽機的發(fā)展首先體現在功率和效率的提高,,而這又主要取決于蒸汽參數的提高,。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,。 在轉速方面,18世紀末瓦特蒸汽機僅40~50轉/分,;20世紀初轉速達到100~300轉/分,,個別蒸汽機曾達到2500轉/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,,多數不高于350℃??紤]到膨脹的可能性和結構的經濟性,,常用壓力在2.5兆帕以下。蒸汽參數受到限制,,從而也限制了蒸汽機功率的進一步提高,。 蒸汽機的出現和改進促進了社會經濟的發(fā)展,但同時經濟的發(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,;它是一種往復式機器,慣性力限制了轉速的提高,;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)設備中的應用,。然而小功率蒸汽機熱效率比汽輪機高,所以在產煤區(qū)或只有劣質燃料的地區(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)展而建立的熱力學和機構學為汽輪機和內燃機的發(fā)展奠定了基礎,;汽輪機繼承了蒸汽機以蒸汽為工質的特點,和采用凝汽器以降低排汽壓力的優(yōu)點,,摒棄了往復運動和間斷進汽的缺點,;內燃機繼承了蒸汽機的基本結構和傳動形式,采用了將燃油直接輸入汽缸內燃燒的方式,,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、飛錘調速器,閥門和密封件等,,均是構成多種現代機械的基本元件,。 八、蒸汽小船原理,?原理:利用小船上安裝的裝置中水沸騰后不斷產生的蒸汽作為動力,,由于產生的蒸氣只能從噴氣管向后排出,于是產生一種向后作用的力,。 根據牛頓第三定律,,這種力對于小船有一種向前的反作用力,于是小船就向前開了,。 九,、蒸汽船的動力是什么?蒸汽船的動力裝置是:蒸汽機 工作原理(比喻燒水壺):蒸汽機利用水蒸氣為船提供動能 ,,運動方向與噴出水蒸氣方向相反 ,。 蒸汽機動力裝置的優(yōu)缺點: 優(yōu)點是結構簡單,造價低廉,,管理使用方便,,制造工藝要求不高; 缺點是熱效率低,,本身重量大,。 因此,自從柴油機動力裝置在船上試用成功以后,,蒸汽機動力裝置即逐漸被淘汰,。中國現在還有少數沿海和內河船舶使用往復式多膨脹蒸汽機動力裝置。 十,、蒸汽機動力原理,?蒸汽機動力的原理是利用蒸汽的壓力能量來驅動機械裝置運轉。當蒸汽從高壓容器進入低壓容器時,,它的壓力會急劇下降,,從而釋放出大量的能量,這些能量可以驅動活塞,、軸承和其他機械裝置的運動,。 當蒸汽從低壓容器流出時,它的壓力會急劇升高,,從而釋放出更多的能量,,這些能量可以驅動活塞、軸承和其他機械裝置的運動,。 |
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