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一,、英國船用蒸汽輪機發(fā)展史？

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(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,。

真正解決船用蒸汽機的是詹姆斯·瓦特。他在1765年發(fā)明了雙缸蒸汽機,。1768年他與英國伯明翰輪機廠的老板馬修·博爾頓合作,，專門研制了一臺用于船舶推進的特殊用途的蒸汽機，這就是世界上早期蒸汽機船上普遍使用的博爾頓--瓦特發(fā)動機,，船舶用上了蒸汽機,，出現(xiàn)了蒸汽機輪船，從而完成了船舶動力的第三次革命,。

世界上第一艘蒸汽機輪船是由美國發(fā)明家富爾頓制造的,。"皮羅斯卡皮"號是第一艘完全使用蒸汽動力推進的輪船，它是法國人馬奎斯建造的,?！包S鵠”號是中國第一艘蒸汽機輪船，它于1865年由徐壽設(shè)計,、安慶制造局建造,。

1938年4月4日，英國的“西留斯”號蒸汽船從英國的昆市鎮(zhèn)出發(fā),，以每小時17千米 的速度,，歷時442個小時到達了美國新澤西州

的山迪岬，實現(xiàn)了以蒸汽機提供的不間斷動 力橫渡大西洋的航行,。

二,、船用蒸汽機重量？

大約300公斤500公斤700公斤1噸2噸重,。蒸汽機按照產(chǎn)品體型可以分為臥式燃氣蒸汽發(fā)生器和立式燃氣蒸汽發(fā)生器,；按照額定蒸發(fā)量可以分為300公斤（0.3噸）,、500公斤（0.5噸）、700公斤（0.7噸）,、1噸、1.5噸和2噸等,。這里的額定蒸發(fā)量是指每小時可以產(chǎn)出的蒸汽量,，如300公斤蒸汽發(fā)生器每小時可以產(chǎn)出300公斤的蒸汽，并不是說產(chǎn)品的重量為300公斤,。

三,、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)展而建立的熱力學和機構(gòu)學為汽輪機和內(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,。

四、世界上功率最大的蒸汽輪機,？

世界最大功率燃氣輪機,，是英國著名的羅爾斯羅伊斯公司制造的MT30燃氣輪機，MT30燃氣輪機的功率達到了36兆瓦（大約5萬馬力）,，最大功率為40MW,，這是目前世界上功率最大的船用燃氣輪機。