Паровой двигатель своими руками чертежи: подробное описание, чертежи Производство современных паровых поршневых машин

Паровая машина из старого двигателя. Паровой двигатель без станков и инструментов. Представители электростанций заводского изготовления

Всем привет! С вами снова kompik92!
И сегодня и мы будем делать паровой двигатель!
Думаю каждому было когда-то хотелось сделать паровой двигатель!
Ну так давайте сделаем ваши мечты реальностью!

У меня есть два варианта его сделать: лёгкая и сложная. Оба варианта очень классные и интересные и если вы думаете что тут будет только один вариант, то вы правы. Второй вариант я выложу немного позже!

И давайте сразу к инструкции!

Но сначала….

Правила безопасности:

1. Когда двигатель работает, и вы хотите его перенести, используйте щипцы, толстые перчатки или не проводящий тепло материал!
2. Если вы хотите сделать двигатель сложнее или мощнее, лучше узнать у кого- либо чем экпериментировать! Неправильная сборка может привести к взрыву котла!
3. Если вы хотите взять работающий двигатель, не направляйте пар на людей!
4. Не блокируйте пар в банке или трубке, паровой двигатель может взорваться!

А вот и инструкция для варианта №1:

Нам понадобится:

• Банка из под Колы или Пепси из алюминия
• Плоскогубцы
• Ножницы по металлу
• Дырокол для бумаги (не путать с дроколом)
• Маленькая свечка
• Фольга из алюминия
• Трубка из меди 3мм
• Карандаш
• Салатница или большая миска

Давайте приступим!
1. Вам нужно отрезать дно банки с высотой в 6.35 см
. Для лучшего среза, сначала нарисуйте карандашом линию а потом ровно по ней срежьте дно банки. Таким образом мы получаем корпус нашего двигателя.

2. Уберите острые края.
Для безопасности, уберите острые края дна используя плоскогубцы. Заверните не больше 5мм! Это поможет нам дальше работать с двигателем.

3. Продавите дно.
Если у банки не плоское дно, продавите его при помощи пальца. Это нужно чтобы наш двигатель хорошо плавал, если этого не сделать, то там будет оставаться воздух которые может нагреться и перевернуть платформу. Также это поможет стоять нашей свечке.

4. Сделайте два отверстия.
Сделайте два отверстия как показано на картинке. Между краем и дыркой должно быть 1.27см и сама дырка должна быть диаметром не меньше 3.2 мм. Дырки должны находиться на против друг-друга! В данные отверстия мы просунем нашу медную трубку.

5. Поставьте свечку.
Используя фольгу поставьте свечку так, чтобы она не двигалась в корпусе. Сама свечка должна быть металлической подставке. Мы поставили котёл, который будет нагревать нашу воду, и тем самым обеспечивая работу двигателя.

6. Создайте змеевик.
Сделайте три четыре мотка в середине трубки при помощи карандаша. С каждой стороны должно быть не меньше 5 см. Мы сделали змеевик. Не знаете что это?

Вот вам цитата из википедии.

Змеевик — длиная металлическая, стеклянная, фарфоровая (керамическая) или пластиковая трубка, изогнутая некоторым регулярным или иррегулярным способом, предназначенная для того, чтобы в минимальном объёме пространства обеспечить максимальный теплообмен между двумя средами, разделёнными стенками змеевика. Исторически сложилось, что такой теплообмен изначально применялся для конденсации проходящих через змеевик паров.

Думаю стало легче, но если всё равно не стало легче то я объясню сам. Змеевик это трубка в которой протекает жидкость чтобы её нагревали или охлаждали.

7. Разместите трубку.
Разместите трубку используя сделанные дырки, и проследите за тем, чтобы змеевик находился ровно рядом с фитилём свечки! Таким образом мы почти закончили с двигателем, у нас уже может работать нагрев.

8. Согните трубку.
Согните концы трубки используя плоскогубцы так, чтобы они смотрели в разные стороны и были согнуты на 90 градусов от змеевика. Мы получили выходы для нашего горячего воздуха.

9. Подготовка к работе.
Опустите наш двигатель в воду. Он должен хорошо плавать на поверхности, и если трубки не погружены в воду как минимум на 1 см, то утяжелите корпус. Мы сделали выход трубок в воду чтобы она могла двигаться.

10. Ещё чуть-чуть.
Наполните нашу трубку, окуните одну трубку в воду, а второю потянуть как через трубочку для коктейлей. Мы почти сделали двигатель!

Начал свою экспансию еще в начале 19-го века. И уже в то время строились не только большие агрегаты для промышленных целей, но также и декоративные. В большинстве своем их покупателями были богатые вельможи, которые хотели позабавить себя и своих детишек. После того как паровые агрегаты плотно вошли в жизнь социума, декоративные двигатели начали применяться в университетах и школах в качестве образовательных образцов.

Паровые двигатели современности

В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.

Очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Итак, начнем. Соберем самый простой паровой двигатель своими руками. Чертежи, сложные инструменты и особые знания при этом не нужны.

Для начала берем из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

На расстоянии 1,5 см от верхнего края полученного «стакана» необходимо сделать два отверстия друг напротив друга. Желательно для этого использовать дырокол, так как необходимо, чтобы они получились в диаметре не менее 3 мм. На дно банки кладем декоративную свечку. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, после чего оборачиваем со всех сторон нашу мини-горелку.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см. Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль.

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Запуск двигателя

Банку размещают в емкости с водой. При этом необходимо, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если сопла недостаточно длинные, то можно добавить на дно банки небольшой грузик. Но будьте осторожны — не потопите весь двигатель.

Теперь необходимо заполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а вторым втягивать воздух как через трубочку. Опускаем банку на воду. Поджигаем фитиль свечки. Через некоторое время вода в спирали превратится в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов сопел. Банка начнет вращаться в емкости достаточно быстро. Вот такой у нас получился двигатель своими руками паровой. Как видите, все просто.

Модель парового двигателя для взрослых

Теперь усложним задачу. Соберем более серьезный двигатель своими руками паровой. Для начала необходимо взять банку из-под краски. При этом следует убедиться, что она абсолютно чистая. На стенке на 2-3 см от дна вырезаем прямоугольник с размерами 15 х 5 см. Длинная сторона размещается параллельно дну банки. Из металлической сетки вырезаем кусок площадью 12 х 24 см. С обоих концов длинной стороны отмеряем 6 см. Отгибаем эти участки под углом 90 градусов. У нас получается маленький «столик-платформа» площадью 12 х 12 см с ногами по 6 см. Устанавливаем полученную конструкцию на дно банки.

По периметру крышки необходимо сделать несколько отверстий и разместить их в форме полукруга вдоль одной половины крышки. Желательно, чтобы отверстия имели диаметр около 1 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию внутреннего пространства. Паровой двигатель не сможет хорошо работать, если к источнику огня не будет попадать достаточное количество воздуха.

Основной элемент

Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.

Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.

Емкость для воды

Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.

Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее — более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

Результат

В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. Горячий пар поднимается по трубке вверх.

Для того чтобы механизм получился завершенным, необходимо присоединить к верхнему концу медной трубки поршень и маховик. В итоге тепловая энергия горения будет преобразовываться в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем для создания такого двигателя внешнего сгорания, но во всех них всегда задействованы два элемента — огонь и вода.

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой но это материал для совершенно отдельной статьи.

Давно хотел написать свою статейку в Пакфлаере и вот наконец-то решился.
Одним из первых моих серьезных проектов, — было изготовление парового двигателя, начал я его в лет 12 и продолжал порядка 7 лет, по мере увеличения инструментов и выравнивания кривых рук.

Начало всему положили видео и статьи про паровые двигатели, после которых решил, а чем я хуже. Как тогда помню, хотелось его построить для вырабатывания электроэнергии для настольной лампы. Как мне тогда казалось, он должен был быть красив, мал в размере, работать на стружках от карандашей и стоять на подоконнике для вывода горячих газов на улицу через просверленное отверстие в окошке (до этого дело не дошло).
В итоге, одни из первых моделей, которые были начерчены на скорую руку и построены с помощью напильника, деревяшек, эпоксидки, гвоздей и дрели были уродливы и нерабочие.

После чего пошла череда усовершенствований и работа над ошибками. За то время, пришлось попробовать себя не только литейщиком, выплавляя маховик (который в последствии оказался не нужным), но и научится работать в чертежных программах KОМПАС 3D, AutoCAD (что пригодилось в институте).

Но как бы я не старался всё время что — то шло наперекосяк. Постоянно не мог добиться нужной точности в изготовлении поршней и цилиндров, что приводило к заеданиям или не создавало компрессии и делало двигатели недолго рабочими или вообще не рабочими.
Особой проблемой вызывало создание парового котла для двигателя. Первый мой котел я решил сделать по простенькой схеме увиденной где-то. Была взята обычная жестяная банка с запаянной, с открытого конца, крышкой с выведенной трубкой для двигателя. Главным минусом котла был в том, что нельзя давать воде выкипать т.к. повышение температуры может привести расплавлению пайки. Ну и конечно как это всегда бывает, в ходе эксперимента был передержан нагрев, что привело к мини-взрыву и выбросу горячего пара и ржавой воды по стенам и потолку….

В дальнейшем изготовление парового двигателя и котла на несколько месяцев прекратилось.

Существенно продвинуться с мертвой точки в создание паровика помогла покупка моим отцом хоббийного токарного станка. Детали пошли как по маслу и по качеству и по скорости изготовления, но вследствие того, что с самого начало не было четкого плана постройки паровика, всё менялось в процессе, что привело к скоплению множества всевозможных деталей, которые были забракованы по каким-либо причинам.

И это только часть того, что на сегодняшний день осталось.

Дабы не повторить печальную учесть первого котла, было решено сделать его супер-мега надежным:

А для ещё большей безопасности был установлен манометр

Минус все же у этого котла есть, чтобы разогреть такую бандуру до рабочей температуры приходится минут 20 греть газовой горелкой.
В итоге, с кровью и потом, на конец-то был изготовлен СВОЙ паровой двигатель, работающий, правда, не на стружках от карандашей и не отвечающий самым первоначальным требования, но как говорится: «и так сойдет».

Ну и видео:

В книге О.Курти «Постройка моделей судов», которую полностью можно скачать тут depositfiles.com/files/3b9jgisv9 есть пара интересных чертежей машин для привода моделей пароходов.
Вот они:

ПАРОВАЯ МАШИНА С КАЧАЮЩИМСЯ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПЛИТОЙ (С КЛАПАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ)

Машины этого типа наиболее часто применяют в судомоделизме (рис. 562, а, b). Обычно детали изготовляют из латуни; цилиндр, чтобы не смазывать, — из фосфористой бронзы, а поршень — из стали. Крепят машину на квадратном или прямоугольном фунда­менте в зависимости от места установки в корпусе. На фундамент ставят L-образную стойку, к которой прикрепляют парораспреде­лительную плиту с отверстиями (окнами) для впуска и выпуска пара. Эти окна располагают по дуге, длина которой равна круго­вому пути, проходимому качающимся цилиндром. Цилиндр выпол­няют из куска латунной трубки и припаивают к опорной плите. Посредине плиты и цилиндра имеется отверстие, через которое впускается и выпускается пар. Болт в плите, служащий осью ка­чания цилиндра, имеет пружину. Ее натяжение регулируется гайкой, благодаря чему удается достичь хорошего прилегания опорной плиты к парораспределительной плите.
В поршень, изготовленный из круглого куска бронзы, ввинчи­вают шток и присоединяют его к мотылю болтом с гайкой.
Приводной вал выполняют из круглого стерженька латуни, на концах которого делают нарезку. Один конец вала ввертывают в мотыль, затем вал пропускают через пустотелый винт, поддержи­вающий его в L-образной стойке, а на второй конец навинчивают маховик.
Паровые трубки для подвода и отвода пара делают из латунных или медных трубок и крепят к небольшим штуцерам, которые, в свою очередь, припаяны к парораспределительной плите. Детали паровой машины такого типа имеют следующие средние размеры:
цилиндр: внутренний диаметр — 12-15 мм, длина — 30- 45 мм;
стойка: высота — 40-60 мм, ширина — 40-50 мм;
маховик: диаметр — 35-45 мм, толщина — 12-15 мм;
трубопроводы: 5хб мм (внутренний и внешний диаметры).
На рис. 562, c и d приведена паровая машина, подобная опи­санной, но с цилиндром двойного действия, поэтому на парорас­пределительной плите просверлены еще два небольших отверстия для впуска и выпуска пара, а на цилиндре — второе небольшое отверстие.

Рис. 562.
Паровая машина с качающимся цилиндром для модели: a) -конструктивный чертеж; b) – вид по деталям; c) – вид машины с цилиндром двойного действия; d) – принципиальная работа машины с цилиндром двойного действия.
1 – фундаментная плита; 2 – стойка; 3 – плита парораспределительных окон; 4 – деталь крепления впускной и выпускной трубок; 5 – опорная плита крепления цилиндра; 6 – цилиндр; 7 – крышка цилиндра; 8 – поршень; 9 – шток; 10 – мотыль; 11 – пустотелый винт; 12 – приводной вал; 13 – маховик; 14 – пружина с гайкой; 15 – трубка для подвода пара; 16 – трубка для отвода пара; 17 – штуцер для соединения с трубкой подвода пара от котла; 18 – контрольный болт на цилиндре; 19 – выход пара; 20 – подвод пара.

ПАРОВАЯ МАШИНА С НЕПОДВИЖНЫМ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ЗОЛОТНИКОВЫМ ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ

Машина сконструирована так, что ее можно устанавливать как в горизонтальном, так и вертикальном положениях (рис. 563, а). Цилиндр укреплен на фундаментной плите и представляет собой прямоугольный латунный брусок со сквозными отверстиями для поршня, а также для впуска и выпуска пара. В верхней части цилиндра находится парораспределительная коробка с золотни­ком. Сбоку цилиндр закрывают крышкой, устанавливаемой на че­тырех болтах.
Поршень выполняют из куска круглой бронзы. Внутри пор­шень полый. Один конец шатуна соединяют с поршнем при помощи поршневого пальца и двух опорных колец; другой — с цилиндри­ческим латунным мотылем.
Приводной вал вращается в двух опорных латунных подшипни­ках, которые при помощи сквозных болтов закреплены на фунда­менте. На приводном валу кроме мотыля установлен эксцентрик, соединенный со штоком золотника вилкой, причем движение экс­центрика сдвинуто по фазе относительно движения поршня. На конце приводного вала находится маховик. Выполнить золотник, как видно из рис. 563, несложно.
Входные и выходные паровые трубопроводы обычно изготов­ляют из медных или латунных трубок.
Средние размеры деталей машины:
цилиндр: длина — 45-55 мм, высота — 35-45 мм, ширина — 35-45 мм;
фундаментная плита: длина — 100-120 мм, ширина — 65- 85 мм;
маховик: диаметр — 45-50 мм, толщина — 12-15 мм.
трубопроводы: 5×6 мм.
Изменить направление вращения у паровой машины легко, для этого достаточно применить реверсивный клапан (рис. 563, b).

Рис. 563.
Паровая машина с золотниковым парораспределителем: а — контруктивный чертеж; b — реверсивный клапан для изменения направления вращения машины; с — детали.
1 — цилиндр; 2 — крышка цилиндра; 3 — поршень; 4 — шатун; 5 — маховик с соединительным болтом для крепления на приводном валу; 6 — цилиндрический мотыль; 7 — крепление опорного подшипника коленчатого вала; 8 — эксцентрик; 9 — поршневой палец; 10 — парораспределительная камера; 11 — золотник; 12 — сальник для уплотнения штока золотника;
13 — уплотнительное кольцо; 14 — шток золотника; ментная плита для горизонтального расположения машины; 15 — приводной вал; 16 — вилка для соединения штока с эксцентриком; 17 — фундаментиая плита для горизонтального расположения машины; 18 — дополнительная опорная плита для вертикального расположения машины;19 — поступление пара; 20 — назад; 21 — вперед; 22 — выход пара.

Вы видели когда-нибудь, как работает паровой двигатель не на видео? В наше время найти такую функционирующую модель не просто. Нефть и газ давно вытеснили пар, заняв господствующее положение в мире технических установок, приводящих механизмы в движение. Однако, ремесло это не утрачено, можно найти образцы успешно работающих двигателей, установленных умельцами на автомобилях и мотоциклах. Самодельные образцы чаще напоминают музейные экспонаты, чем изящные лаконичные аппараты, пригодные для эксплуатации, но они работают! И люди успешно ездят на паровых авто и приводят в движение разные агрегаты.

В этом выпуске канала “Techno Rebel” вы увидите паровую двухцилиндровую машину. Всё началось с двух поршней и такого же количества цилиндров.
Убрав все лишнее, мастер увеличил ход поршня и рабочий объем. Что привело к увеличению крутящего момента. Самой сложной деталью проекта является коленвал. Состоит из трубы, которую расточили под 3 подшипника. 15 и 25 трубы. Труба спилена после сварки. Подготовил трубу под поршень. После обработки он станет цилиндром или золотником.

От кромки оставляется на трубе 1 сантиметр, чтобы, когда будет варится крышка, металл может повезти в сторону. Поршень может застрять. На видео показана доработка распределительного цилиндров. Одно из отверстий заглушена, сужено до трубки двадцатки. Здесь будет поступать пар. Отверстие для выхода пара.

Как работает аппарат. В отверстий подается пар. Он распределяется по трубе, попадает в 2 цилиндра. Когда поршень опускается вниз, пар проходит и под давлением опускается. Поршень поднимается. Перекрывает проход. Пар стравливается через отверстия.
Далее с 5 минуты

Источник: youtu.be/EKdnCHNC0qU

Как сделать рабочую модель парового двигателя на дому

Если вы были заинтересованы в модельных паровых двигателях, вы, возможно, уже проверили их в Интернете, шокирующим будет то, что они очень дорогие. Если вы не ожидаете ценовой диапазон, то вы можете попытаться найти другие варианты, где у вас может быть собственная модель парового двигателя. Это не означает, что вам нужно только купить их, так как вы можете сделать их самостоятельно. Вы можете посмотреть процессы создания собственной модели парового двигателя на сайте WoodiesTrainShop. com. Там нет ничего, что вы не можете сделать и выяснить, не имея немного собственных исследований.

Как создать свой собственный паровой двигатель?

Это звучит удивительно, но на самом деле вы можете создать модельный паровой двигатель с нуля. Вы можете начать с создания очень простого трактора, тянущего двигатель. Он может легко перевозить взрослого человека, и вам понадобится около ста часов, чтобы закончить строительство. Самое замечательное в том, что это не так дорого, и процесс его создания очень прост, и все, что вам нужно сделать, это сверлить и работать на токарно-фрезерном станки весь день. Вы всегда можете проверить свои возможности на сайте WoodiesTrainShop.com, на котором найдете более подробную информацию о том, как вы можете начать делать свою собственную модель парового двигателя.

Обода задних колес самодельные, модель парового двигателя сделана из газовых баллонов, и вы можете купить готовые передачи, а также приводные цепи на рынке. Простота модели «сделай сам» с паровым двигателем – это то, что делает его привлекательным для всех, поскольку он предлагает вам очень простые инструкции и быструю сборку. Вам даже не нужно изучать что-либо техническое, чтобы иметь возможность делать все самостоятельно. Простых рисунков и рисунков достаточно, чтобы помочь вам с рабочей нагрузкой от начала до конца.

Котел отопления своими руками: описание и чертежи

Содержание статьи

• Пиролизные котлы длительного горения
• Как изготовить паровой котёл своими руками
• Заключение

Проектируя систему отопления для частного дома, многие владельцы для того, чтобы сократить расходы на покупку оборудования, предпочитают самодельные котлы отопления заводским. Действительно, заводские агрегаты стоят достаточно дорого, а сделать котёл на дровах своими руками вполне по силам, если у вас имеются грамотные чертежи и есть навыки обращения с инструментами для механической обработки материалов, а также со сварочным аппаратом.

Схема работы водогрейных котлов, как правило, универсальна – тепловая энергия, которая выделяется при сгорании топлива, передаётся на теплообменник, откуда идёт на отопительные приборы для обогрева дома. Конструкция агрегатов может быть самой разной, как используемое топливо и материалы для изготовления.

Пиролизные котлы длительного горения

Схема работы пиролизного устройства длительного горения основана на процессе пиролиза (сухой перегонки). В процессе тления дров выделяется древесный газ, который сгорает при очень высокой температуре. При этом выделяется большое количество тепла – оно идёт на обогрев водяного теплообменника, откуда поступает через магистраль в отопительные приборы для обогрева дома.

Твердотопливные пиролизные котлы – достаточно дорогое удовольствие, поэтому многие владельцы для своего дома предпочитают изготовить самодельный котёл отопления.

Конструкция такого агрегата довольно проста. Твердотопливные пиролизные котлы состоят из следующих элементов:

• Камера загрузки дров.
• Колосник.
• Камера сгорания летучих газов.
• Дымосос – средство обеспечения принудительной тяги.
• Теплообменник водяного типа.

Дрова помещают в загрузочную камеру, поджигают и закрывают заслонку. В герметичном пространстве при тлении дров образуются азот, углерод и водород. Они поступают в специальный отсек, где сгорают – при этом выделяется большое количество теплоты. Она используется для нагревания водяного контура, откуда вместе с нагретым теплоносителем идёт на отопление дома.

Время сгорания топлива у такого водогрейного устройства составляет около 12 часов – это достаточно удобно, поскольку нет необходимости часто к нему наведываться для загрузки новой порции дров. По этой причине твердотопливные котлы пиролизного действия очень высоко ценятся среди владельцев домов частного сектора.

Чертёж на схеме наглядно демонстрирует все особенности конструкции водогрейных котлов пиролизного действия.

Для того, чтобы самостоятельно изготовить подобный аппарат, понадобятся болгарка, сварочный аппарат и следующие расходные материалы:

• Лист металла толщиной в 4 мм.
• Металлическая труба диаметром в 300 мм с толщиной стенки 3 мм.
• Металлические трубы, диаметр которых составляет 60 мм.
• Металлические трубы, диаметр которых составляет 100 мм.

Пошагово алгоритм изготовления выглядит следующим образом:

• Отрезаем участок длиной 1 м из трубы диаметром 300 мм.
• Далее необходимо приделать дно из листового металла – для этого нужно вырезать участок необходимого размера и сварить с трубой. Подставки можно сварить из швеллера.
• Далее делаем средство для забора воздуха. Вырезаем из листового металла круг диаметром 28 см. В середине сверлим отверстие размером 20 мм.
• Размещаем с одной стороны вентилятор – лопасти должны быть 5 см по ширине.
• Далее ставим трубку, диаметр которой 60 мм и длина более 1 м. С верхней стороны крепим люк для того, чтобы была возможность регулировки воздушного потока.
• В нижней части котла необходимо отверстие для топлива. Далее нужно сварить и прикрепить люк для герметичного закрывания.
• Сверху размещаем дымоход. Он ставится вертикально на расстоянии 40 см, после чего его пропускают через теплообменник.

Твердотопливные пиролизные устройства водогрейного типа очень эффективно обеспечивают отопление частного дома. Их самостоятельное изготовление помогает сэкономить очень существенную сумму денег.

Как изготовить паровой котёл своими руками

Схема действия паровых систем отопления построена на использовании тепловой энергии горячего пара. При сгорании топлива образуется определённое количество теплоты, которое поступает на водогрейный участок системы. Там вода превращается в пар, который под высоким давлением поступает с водогрейного участка в магистраль отопления.

Такие аппараты могут быть одноконтурными и двухконтурными. Одноконтурный аппарат используется только для отопления. Двухконтурный обеспечивает ещё и наличие горячего водяного снабжения.

Паровая система отопления состоит из следующих элементов:

• Водогрейного парового устройства.
• Стояков.
• Магистрали.
• Радиаторов отопления.

Чертёж на рисунке наглядно демонстрирует все нюансы конструкции парового котла.

Читайте также: Газовый самодельный котел отопления.

Сварить такой агрегат своими руками можно, если иметь некоторые навыки в обращении со сварочным аппаратом и инструментами для механической обработки материалов. Самой важной частью системы является барабан. К нему подсоединяем трубы водяного контура и приборы для контроля и измерений.

В верхнюю часть агрегата при помощи насоса нагнетается вода. Вниз направлены трубы, по которым вода поступает в коллекторы и подъёмный трубопровод. Он проходит в зоне сгорания топлива и там происходит нагревание воды. По сути здесь задействован принцип сообщающихся сосудов.

Для начала необходимо хорошо продумать систему и изучить все её элементы. Потом необходимо закупить все необходимые расходные материалы и инструменты:

• Трубы из нержавейки диаметром 10-12 см.
• Стальной лист из нержавейки толщиной в 1 мм.
• Трубы диаметром 10 мм и 30 мм.
• Предохранительный клапан.
• Асбест.
• Инструменты для механической обработки.
• Сварочный аппарат.
• Приборы для контроля и измерений.

Далее изготовление агрегата выглядит следующим образом:

• Делаем корпус из трубы длиной 11 см с толщиной стенки 2,5 мм.
• Делаем 12 дымогарных труб длиной 10 см.
• Делаем жаровую трубку 11 см.
• Из листа нержавейки изготавливаем перегородки. В них проделываем отверстия для дымогарных трубок – их крепим к основанию при помощи сварки.
• Привариваем к корпусу предохранительный клапан и коллектор.
• Теплоизоляцию выполняем при помощи асбеста.
• Оснащаем агрегат приборами контроля и регулировки.

Заключение

Как показывает практика, изготовление котлов для систем отопления частных домов достаточно распространено. При правильном выполнении всех теплотехнических расчётов, при наличии грамотно составленного чертежа и схемы разводки магистрали такие аппараты достаточно эффективно справляются со своей задачей и позволяют сэкономить значительную сумму денег, поскольку подобные устройства заводского изготовления стоят достаточно дорого.

Изготовление отопительных аппаратов своими силами – задача скрупулёзная, сложная и трудоёмкая. Для того, чтобы с ней справиться, нужно уметь пользоваться сварочным аппаратом и иметь навыки владения инструментами для механической обработки материалов. Если же вы таких навыков не имеете, такой случай будет неплохим поводом научиться – и вы своими руками сумеете обеспечить своё жильё теплом и комфортом.

Читайте также

• Как выбрать котел отопления для дома?

• Котел отопления своими руками

• Отзывы владельцев о пеллетных котлах

• Котел длительного горения своими руками

Принципы работы парового двигателя

Принцип действия парового двигателя

Rīga 2011

Содeржание

Аннотация

Ведение

1. Теоретическая часть

1. 1 Временная цепочка

1.2 Паровой двигатель

1.2.1 Паровой котёл

1.2.2 Паровые турбины

1.3 Паровые машины

1.3.1 Первые пароходы

1.3.2 Зарождение двухколесного транспорта

1.4 Применение паровых двигателей

1.4.1 Преимущество паровых машин

1.4.2 Коэффициент полезного действия

2. Практическая часть

2.1 Построение механизма

2.2 Способы улучшения машины и ее КПД

2.3 Анкетирование

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

паровой двигатель полезное действие

Данная научная работа состоит из 32 листов. Она включает в себя теоретическую часть, практическую часть, приложение и заключение. В теоретической части вы узнаете о принципе работы паровых двигателей и механизмов, об их истории и о роли их применения в жизни. Практической части подробно рассказано о процессе конструирования и испытаниях парового механизма в домашних условиях. Данная научная работа может служить наглядным примером работы и использования энергии пара.

Введение

Мир покорных любым капризам природы, где машины приводятся в действие мускульной силой или силой водяных колёс и ветряных мельниц — таким был мир техники до создания парового двигателя.

Еще в древние времена человек обратил внимание на то, что струя водяного пара, вырываясь из сосуда, поставленного на огонь, способна сместить препятствие (например, лист бумаги), оказавшееся на ее пути.

Это заставило человека задуматься над тем, как можно использовать в качестве рабочего тела пар. В результате этого после множества опытов появился паровой двигатель.

И представьте себе заводы с дымящимися трубами, паровые машины и турбины, паровозы и пароходы — весь сложный и могучий мир паротехники созданный человеком

Паровая машина была практически единственным универсальным двигателем и сыграла огромную роль в развитии человечества.

Изобретение паровой машины послужило толчком для дальнейшего развития средств передвижения. В течение ста лет она была единственным промышленным двигателем, универсальность которого позволяла использовать ее на предприятиях, железных дорогах и на флоте.

Изобретение парового двигателя является огромным рывком, стоявшим на рубеже двух эпох. И через столетия, ещё острее ощущается вся значимость этого изобретения.

Гипотеза:

Возможно, ли построить своими руками простейший механизм, работавший на пару.

Цель работы: сконструировать механизм способный двигаться на пару.

Задача исследования:

1. Изучить научную литературу.

2. Сконструировать и построить простейший механизм, работавший на пару.

3. Рассмотреть возможности увеличения КПД в дальнейшем.

Данная научная работа будет служить пособием на уроках физики для старших классов и для тех, кого интересует данная тема.

Паровой двигатель — тепловой поршневой двигатель, в котором потенциальная энергия водяного пара, поступающего из парового котла, преобразуется в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня или вращательного движения вала.

Пар является одним из распространенных теплоносителей в тепловых системах с нагреваемым жидким или газообразным рабочим телом наряду с водой и термомаслами. Водяной пар имеет ряд преимуществ, среди которых простота и и гибкость использования, низкая токсичность, возможность подведения к технологическому процессу значительного количества энергии. Он может использоваться в разнообразных системах, подразумевающих непосредственный контакт теплоносителя с различными элементами оборудования, эффективно способствуя снижению затрат на энергоресурсы, сокращению выбросов, быстрой окупаемости.

Закон сохранения энергии — фундаментальный закон природы, установленный эмпирически и заключающийся в том, что энергия изолированной (замкнутой) физической системы сохраняется с течением времени. Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда, она может только переходить из одной формы в другую. С фундаментальной точки зрения, согласно теореме Нётер, закон сохранения энергии является следствием однородности времени и в этом смысле является универсальным, то есть присущим системам самой разной физической природы.

3000 лет до н. э. — в Древнем Риме появились первые дороги.

2000 лет до н. э. — колесо приобрело более привычный для нас вид. У него появились ступица, обод и соединяющие их спицы.

1700 г. до н. э. — появились первые дороги, мощенные деревянными брусками.

312 г. до н. э. — в Древнем Риме построены первые дороги с каменным покрытием. Толщина каменной кладки достигала одного метра.

1405 г. — появились первые рессорные конные экипажи.

1510 г. — конный экипаж приобрел кузов со стенами и крышей. Пассажиры получили возможность защититься от непогоды во время поездки.

1526 г. — немецкий ученый и художник Альбрехт Дюрер разработал интересный проект «безлошадной повозки», приводимой в действие мышечной силой людей. Люди, идущие сбоку экипажа, вращали специальные рукоятки. Это вращение с помощью червячного механизма передавалось колесам экипажа. К сожалению, повозка не была изготовлена.

1600 г. — Симон Стевин построил яхту на колесах, двигающуюся под действием силы ветра. Она стала первой конструкцией безлошадной повозки.

1610 г. — кареты претерпели два существенных усовершенствования. Во-первых, ненадежные и слишком мягкие ремни, укачивающие пассажиров во время поездки, были заменены стальными рессорами. Во-вторых, была усовершенствована конная упряжь. Теперь лошадь тянула карету не шеей, а грудью.

1649 г. — прошли первые испытания по использованию в качестве движущей силы пружины, предварительно закрученной человеком. Карету с приводом от пружины построил Йоханн Хауч в Нюрнберге. Однако историки эти сведения ставят под сомнение, поскольку существует версия, что вместо большой пружины внутри кареты сидел человек, который и приводил механизм в движение.

1680 г. — в крупных городах появились первые образцы конного общественного транспорта.

1690 г. — Стефан Фарффлер из Нюрнберга создал трехколесную повозку, передвигающуюся с помощью двух ручек, вращаемых руками. Благодаря этому приводу конструктор повозки мог перемещаться с места на место без помощи ног.

1698 г. — англичанин Томас Севери построил первый паровой котел.

1741 г. — русский механик-самоучка Леонтий Лукьянович Шамшуренков послал в Нижегородскую губернскую канцелярию «доношенье» с описанием «самобеглой коляски».

1769 г. — французский изобретатель Кюньо построил первый в мире паровой автомобиль.

1784 г. — Джеймс Уатт создал первую паровую машину.

1791 г. — Иван Кулибин сконструировал трехколесную самоходную коляску, вмещавшую двух пассажиров. Привод осуществлялся с помощью педального механизма.

1794 г. — паровую машину Кюньо сдали в «хранилище машин, инструментов, моделей, рисунков и описаний по всем видам искусств и ремесел» в качестве очередной механической диковинки.

1800 г. — существует мнение, что именно в этом году в России был построен первый в мире велосипед. Его автором был крепостной Ефим Артамонов.

1808 г. — на улицах Парижа появился первый французский велосипед. Он был изготовлен из дерева и состоял из перекладины, соединяющей два колеса. В отличие от современного велосипеда, у него не было руля и педалей.

1810 г. — в Америке и странах Европы начала зарождаться каретная промышленность. В крупных городах появились целые улицы и даже кварталы, заселенные мастерами-каретниками.

1816 г. — немецкий изобретатель Карл Фридрих Драйз построил машину, напоминающую современный велосипед. Едва появившись на улицах города, она получила название «беговой машины», так как ее хозяин, отталкиваясь ногами, фактически бежал по земле.

1834 г. — в Париже проводились испытания парусного экипажа, сконструированного М. Хакуетом. Этот экипаж имел мачту высотой 12 м.

1868 г. — считается, что в этот год французом Эрне Мишо был создан прообраз современного мотоцикла.

1871 г. — французский изобретатель Луи Перро разработал паровую машину для велосипеда.

1874 г. — в России построен паровой колесный тягач. В качестве прототипа был использован английский автомобиль «Эвелин Портер».

1875 г. — в Париже прошла демонстрация первой паровой машины Амадея Бдлли.

1884 г. — американец Луис Копленд построил мотоцикл, на котором паровой мотор был установлен над передним колесом. Такая конструкция могла разогнаться до 18 км/ч.

1901 г. — в России построен легковой паромобиль московского велосипедного завода «Дукс».

1902 г. — Леон Серполле на одном из своих паровых автомобилей установил мировой рекорд скорости — 120 км/ч.

Годом позже он установил еще один рекорд — 144 км/ч.

1905 г. — американец Ф. Мариотт на паровом автомобиле превысил скорость 200 км

1.2 Паровой двигатель

Двигатель, приводимый в действие силой пара. Пар, получаемый путем нагрева воды, используют для движения. В некоторых двигателях сила пара заставляет двигаться поршни, расположенные в цилиндрах. Таким образом создается возвратно-поступательное движение. Подсоединенный механизм обычно преобразует его во вращательное движение. В паровозах (локомотивах) используются Поршневые двигатели. В качестве двигателей используют также паровые турбины, которые дают непосредственно вращательное движение, вращая ряд колес с лопатками. Паровые турбины приводят в действие генераторы электростанций и винты кораблей. В любом паровом двигателе происходит превращение тепла, вырабатываемого при нагреве воды в паровом котле (бойлере) в энергию движения. Тепло может подаваться от сжигания топлива в печи или от атомного реактора. Самый первый в истории паровой двигателей представлял собой род насоса, при помощи которого откачивали воду, заливающую шахты. Его изобрел в 1689 г. Томас Сэйвери. В этой машине, совсем простой по конструкции, пар конденсировался, превращаясь в небольшое количество воды, и за счет этого создавался частичный вакуум, благодаря чему отсасывалась вода из шахтного ствола. В 1712 г. Томас Ньюкомен изобрел поршневой насос, приводимый в действие паром. В 1760-е гг. Джеймс Ватт улучшил конструкцию Ньюкомена и создал намного более эффективные паровые двигатели. Вскоре их стали использовать на фабриках для приведения в действие станков. В 1884 г. английский инженер Чарльз Пар-соне (1854-1931) изобрел первую применимую на практике паровую турбину. Его конструкции были настолько эффективны, что ими вскоре стали заменять паровые двигатели возвратно-поступательного действия на электростанциях. Наиболее удивительным достижением в области паровых двигателей было создание полностью замкнутого, работающего парового двигателя микроскопических размеров. Японские ученые создали его, используя методы, служащие для изготовления интегральных схем. Небольшой ток, проходящий по электронагревательному элементу, превращает каплю воды в пар, который движет поршень. Теперь ученым предстоит открыть, в каких областях это устройство может найти практическое применение.

Паровые двигатели, такие как раньше использовались в локомотивах, работают на производимом при нагревании воды паре. На Рис(1.) показана угольная или дровяная топка (1) нагревает котел, напол-ненный водой (2), который производит пар. Пар поднимается и через сухопарник(3) выталкивается через трубы в цилиндр (4), где он вызывает обратное движение поршня (5). Связанный с поршнем рычаг (6) это золотниковый клапан (7), который сначала позволяет пару попасть в цилиндр (как показано), закрывая выпускное окно (8). Это создает давление, которое двигает поршень вперед и приводит к тому, что золотниковый клапан становится в такое положение, когда выпускное окно открывается и пар выходит наружу. Движение колес заставляет поршень двигаться назад, и все начинается снова.

Первый паровой котел был построен англичанином Томасом Севери в 1698 г. Это был железный бак, под которым в топке разводили огонь. Через некоторое время вместо бака стали применять длинный (до 10 м) цилиндр диаметром около 1,5 м. Его окружали каменной кладкой, а под ним разводили огонь. Поверхность, омываемая горячими газами, у таких котлов была очень маленькой. Поэтому пара они производили очень мало, а из-за того, что горячие газы в основном уходили в трубу, эффективность такого котла была очень низкой. Большая часть топлива при этом сгорала впустую.В начале XVIII в. конструкция парового котла была изменена. Горячие газы начали пускать по трубам, со всех сторон окруженным водой. Такие котлы получили название «газотрубных» и стали широко применяться в паровозах и пароходах.В конце XIX в. были изобретены прямоточные котлы. Вода в них превращалась в пар по мере движения по трубам: с одной стороны в трубы подается вода, а с другой — выходит пар.

1.2.2 Паровые турбины

Паровая турбина представляет собой серию вращающихся дисков, закрепленных на единой оси, называемых ротором турбины, и серию чередующихся с ними неподвижных дисков, закрепленных на основании, называемых статором. Диски ротора имеют лопатки на внешней стороне, пар подается на эти лопатки и крутит диски. Диски статора имеют аналогичные лопатки, установленные под противоположным углом, которые служат для перенаправления потока пара на следующие за ними диски ротора. Каждый диск ротора и соответствующий ему диск статора называются ступенью турбины. Количество и размер ступеней каждой турбины подбираются таким образом, чтобы максимально использовать полезную энергию пара той скорости и давления, который в нее подается. Выходящий из турбины отработанный пар поступает в конденсатор. Турбины вращаются с очень высокой скоростью, и поэтому при передаче вращения на другое оборудование обычно используются специальные понижающие трансмиссии. Кроме того, турбины не могут изменять направление своего вращения, и часто требуют дополнительных механизмов реверса (иногда используются дополнительные ступени обратного вращения).

Турбины превращают энергию пара непосредственно во вращение и не требуют дополнительных механизмов преобразования возвратно-поступательного движения во вращение. Кроме того, турбины компактнее возвратно-поступательных машин и имеют постоянное усилие на выходном валу. Поскольку турбины имеют более простую конструкцию, они, как правило, требуют меньшего обслуживания. Основной сферой применения паровых турбин является выработка электроэнергии (около 86% мирового производства электроэнергии производится паровыми турбинами), кроме того, они часто используются в качестве судовых двигателей (в том числе на атомных кораблях и подводных лодках). Было также построено некоторое количество паротурбовозов, но они не получили широкого распространения и были быстро вытеснены тепловозами и электровозами.

Теоретически задача постройки автомобиля, то есть повозки, которая бы ездила сама, была уже почти решена. Необходимо было лишь построить экипаж с механизмом управления, приводимый в движение находящимся в нем двигателем. В XVIII в. таким двигателем могла стать только паровая машина.

Впервые эту идею высказали Дени Папен и Томас Севе-ри — авторы единицы мощности «лошадиная сила», но, к сожалению, они не могли подтвердить свои мысли практически. Реализация оставшихся в теории английских проектов Севери и Уатта удалась французу Никола Жозефу Кюньо. Кюньо родился в 1725 г. в Лотарингии. Он был хорошо образован и с детства проявил исключительный интерес к технике. Инженер детально интересовался приспособлением паровой машины для привода «безлошадного экипажа», досконально знал конструкцию машины Папена и ряда паровых машин Уатта. К сожалению, слишком большие размеры этих конструкций не позволяли разместить их на повозке. Кюньо начал постройку собственной паровой машины небольших размеров. Но так как получавшиеся конструкции все равно были слишком велики, изобретатель вскоре был вынужден прекратить работы, на которые уже не хватало средств, а попытки добиться дополнительного финансирования от правительства не дали результата.

На рисунке(2.), выполненном неизвестным художником согласно указаниям Исаака Ньютона, показано устройство упрощенного экипажа, использующего для движения реактивную силу струи пара.Однако в 1764 г., когда изобретатель был готов полностью отказаться от исполнения своей мечты, ему улыбнулась удача. Подаваемая много раз просьба об аудиенции у министра обороны была удовлетворена. Естественно, министр не имел намерения интересоваться работой и проектами Кюньо, а поручил генералу де Грибьеву, знающему толк в механике, ознакомиться с изобретением. Генерал, исключительно интеллигентный и умный человек, сразу понял, какой переворот может совершить в армии «механический мул» в качестве артиллерийского тягача. Он поддержал идею построения опытного образца машины Кюньо. Однако первых пробных поездок пришлось ждать пять лет. Они с полным успехом прошли в Брюксе в присутствии небольшого числа зрителей. Результат этих испытаний позволил устроить демонстрацию машины в Париже, на которую был приглашен министр обороны Франции.

Первый автомобиль, так называемая малая телега Кюньо, с собственным именем «Фардье», развивал на дороге скорость 4,5 км/ч, но только в течение 12 мин, поскольку на большее не хватало ни воды, ни пара. Необходимо было наполнить котел водой и вновь разжечь под ним костер, так как у первого автомобиля отсутствовала даже топка. Несмотря на свои недостатки, телега так понравилась министру, что он приказал тотчас же приступить к постройке улучшенного и увеличенного экземпляра, который можно было бы изготовлять в больших количествах для использования в войсках для транспортировки пушек. На Рис.(3.) показан первый в мире паровой автомобиль, построенный в 1769 г. Кюньо.

Известный французский изобретатель Никола Жозеф Кюньо одним из первых попытался использовать паровую машину для нужд транспорта. Построенный Кюньо в 1769 г. паровой экипаж в настоящее время хранится в Музее искусств и ремесел в Париже, а его изображение стало эмблемой французского общества автомобильных инженеров.

Получив в свое распоряжение 20 000 франков в качестве вознаграждения за первую конструкцию, Кюньо с энтузиазмом взялся за дело. В конце 1770 г. были проведены испытания нового, более мощного парового автомобиля Кюньо в присутствии официальных военных экспертов. Они дали похвальное заключение, когда тягач полностью выполнил поставленные перед ним задачи, хотя его скорость не превышала 4 км/ч вместо требуемых 15. Движение было непрерывным, поскольку котел имел собственную топку и не требовалось разжигать на земле костер. К тому же Кюньо уже придумал, как увеличить скорость хотя бы до скорости марша войсковых колонн, чтобы артиллерия не оставалась позади. Лишь в 20-х гг. XIX в., после значительного улучшения качества дорог, паровые повозки вновь стали появляться в Англии.Со временем к дилижансу присоединили повозку с запасами топлива и воды. Это позволило пятнадцатиместным паровым дилижансам совершить около 700 рейсов и преодолеть почти 7 тыс. км со скоростью 30 км/ч. Правительство ввело налоги на паровые автомобили. Сокрушительным ударом по владельцам любых механических повозок стал принятый парламентом «Закон о дорожных локомотивах», который уничтожил самое главное преимущество парового транспорта — скорость, ограничив ее до 15 км/ч.Паровоз — локомотив с самостоятельной паросиловой установкой (паровой котел и паровая машина), движущийся по проложенным рельсам. Первые паровозы были созданы в Великобритании в 1803 г. Р. Тревитиком и в 1814 г. — Дж.Стефенсоном. В России первый паровоз построен в 1833 г. отцом и сыном Черепановыми. Рисунок (4.)показывает «дорожного локомотива», построенного Тревитиком и Виваном в 1803 г.В 1865 г., когда железные дороги покрыли своей сетью основную часть территории Англии, их владельцы совместно с владельцами конного транспорта нанесли окончательный удар по паровым каретам. Начиная с этого года паровые машины должны были на загородных участках дороги двигаться со скоростью 7 км/ч, в пределах города — до 4 км/ч. Кроме этого, перед паровой повозкой обязательно должен был бежать специальный человек с красным флажком, предупреждая всех о приближающейся опасности.Так, в Англии на несколько десятилетий был уничтожен такой вид транспорта, как паровые дилижансы. Однако паровозы, приводимые в движение тем же паровым двигателем, беспрепятственно и с выгодой для их владельцев продолжали катить по рельсам. Принятый закон был смягчен лишь в 1878 г. и полностью отменен в 1896 г., когда по дорогам Европы ездили десятки сотен автомобилей с бензиновыми двигателями. Первый паровой колесный тягач в России был построен в 1874 г. на Мальцевском заводе в Людиново. В качестве прототипа был взят английский автомобиль «Эвелин Портер», однако русский тягач получился мощнее и тяжелее. Кроме этого, он был приспособлен к работе на дровах, а не на угле. Всего было построено семь таких тягачей.Как и во Франции, большой интерес к паровым тягачам в России проявило военное ведомство. Как только в России появился первый рутьер, приобретенный бароном Буксгев-деном для своего имения под Ригой, военные провели его испытания. Паровой тягач «системы Томсона» достойно выдержал испытания, и в 1876 г. после испытаний еще нескольких моделей рутьеров было принято решение об их закупке для нужд российской армии. На рис.(5.)-Рутьер — паровой тягач, способный буксировать специальные вагоны, платформы или прицепы.

Следующим паровым автомобилем после рутьеров Мальцевского завода был построенный в 1901 г. легковой паромобиль московского велосипедного завода «Дукс». На машине этой довольно удачной конструкции был совершен не только пробег в Крым и обратно, но и восхождение на Ай-Петри. Однако паровым автомобилям так и не удалось прижиться в России. Последней попыткой в этом направлении стала постройка в конце 1949 г. двух паровых грузовых автомобилей НАМИ-012. Испытания подтвердили работоспособность и долговечность машин, при этом их ходовые качества были не хуже, чем у дизельного грузовика. Лесовозный автопоезд с тягачом НАМИ-012 показан на рисунке.(6.).Максимальная скорость — 42 км/ч, запаса дров в бункерах хватало на 80 км пробега.

Вернемся во Францию конца XIX в. Здесь в это время паровые автомобили пережили свое второе рождение. Двигатели оснастили керосиновыми горелками вместо угольных топок, теперь они не нуждались в запасе угля и долгом разогреве. Леон Серполле (1858—1907) в своей модели парового экипажа заменил водяной котел длинной многократно изогнутой трубой — змеевиком. Это была настоящая удача, поскольку такая замена позволила уменьшить объем используемой воды. Кроме этого, на повозке Серполле были установлены эластичные шины, повышающие комфорт поездки, и специальный механизм, соединяющий вал паровой машины и ведущие колеса — кардан. Он получил свое название от имени итальянского изобретателя Джероламо Кардано и позволял передать вращение от неподвижно закрепленной паровой машины к покачивающимся на рессорах колесам повозки.В1875 г. первая паровая машина Болли была продемонстрирована в Париже. Она представляла собой паровой дилижанс, рассчитанный на 12 мест, и получила название «Послушная». Имея общую массу 5 т, паровик расходовал на 1 км пути 2,5 кг угля и 14 л воды. По этим показателям Болли удалось опередить подобные паровые омнибусы англичан в 1,5—2 раза. Впереди сидел управляющий поездом (по терминологии тех лет — кондуктор), а сзади — кочегар (шофер), который обслуживал паровой котел. Четырехцилиндровая паровая машина (точнее, две двухцилиндровые) давала возможность на ровной горизонтальной дороге развивать скорость до 40 км/ч.Его новая модель, изготовленная в 80-х гг. XIX в. и получившая название «Новая», имела еще более высокие показатели. Масса омнибуса составляла 3,5 т, при этом на 1 км пути ей требовалось 1,5 кг угля и 7 л воды. По своим скоростным характеристикам машина Болли могла соревноваться даже с только что появившимися бензиновыми автомобилями. Кстати, если отбросить паровой двигатель, то по конструкции и внешнему виду повозка Болли больше была похожа на современный автомобиль, чем первые бензиновые «безлошадные экипажи», официально считающиеся автомобилями. В ее конструкции присутствовали даже такие элементы, как независимая подвеска колес и металлический кузов, получившие распространение на автомобилях лишь в середине 30-х гг. XX в.В дальнейшем часто использовали паровую машину в качестве двигателя легких трех- и четырехколесных повозок. Во Франции этим занимались Леон Серполле и фабрика «Де Дион-Бутон и Трепарду». Использование вертикального трубчатого котла намного меньшего размера, чем обычные, позволило уменьшить массу двигателя, упростить обслуживание и устранить опасность взрыва. Получившиеся в результате усовершенствования небольшие, похожие на брички четырехместные паровые экипажи были очень популярны в начале XX в. во Франции и особенно в США, где паровые автомобили выпускались до начала 30-х гг.Но несмотря на все усовершенствования, паровые автомобили второй половины XIX в. оставались весьма неудобными для эксплуатации. Водитель должен был владеть теми же знаниями и сноровкой, что и машинист на железной дороге.

Это привело к тому, что паровая машина была практически недоступна массовому потребителю. Несмотря на это, именно она сыграла важную роль в развитии автомобильной техники. Благодаря этой машине была доказана реальная возможность механического передвижения экипажа, опробованы и усовершенствованы различные механизмы будущего автомобиля. Со времен паровых автомобилей нам осталось и слово «шофер» (его раньше писали через два «ф»), что в переводе с французского означает «кочегар». И хотя на автомобиле давно уже нет ни котла, ни топки, часто современного водителя называют шофером. К началу XX в. паровые двигатели могли достигать мощности 15 млн. Вт, а скорость вращения их вала составляла 1000 об/мин. На одной из своих поздних машин Серполле в 1902 г. установил мировой рекорд скорости автомобиля — 120 км/ч. Годом позже он установил еще один рекорд — 144 км/ч. А еще через два года, в 1905 г., американец Ф. Мариотт на паровом автомобиле превысил скорость 200 км/ч.В 80-х гг. XIX в. появились автомобили с бензиновыми двигателями. Их главное преимущество заключалось в малой массе и быстром запуске, хотя они были не лишены ряда недостатков, от которых уже «вылечились» паровые машины.

Несмотря на все старания ученых и инженеров спасти паровики, они уже не соответствовали современным требованиям. Паровые двигатели были тяжелыми, громоздкими, требовали большого количества топлива и воды и не обещали дальнейшего повышения экономичности. На транспорте их все больше вытесняли появившиеся в конце XIX в. двигатели внутреннего сгорания.

1. 3.1 Первые пароходы

Началом применения паровых двигателей «на воде» был 1707 год, когда французский физик Дени Папен сконструировал первую лодку с паровым двигателем и гребными колесами. Предположительно после успешного испытания ее сломали лодочники, испугавшиеся конкуренции. Через 30 лет англичанин Джонатан Халлс изобрел паровой буксир. Э ксперимент закончился неудачно: двигатель оказался тяжелым и буксир затонул.В 1802 году шотландец Уильям Саймингтон продемонстрировал пароход «Шарлотта Дундас» на рисю(7.)Широкое использование паровых машин на судах началось в 1807 году с рейсов пассажирского парохода «Клермонт», построенного американцем Робертом Фултоном. С 1790-х годов Фултон занялся проблемой использования пара для приведения в движение кораблей. В 1809 году Фултон запатентовал конструкцию «Клермонта» и вошел в историю как изобретатель парохода. Газеты писали, что многие лодочники в ужасе закрывали глаза, когда «чудовище Фултона», изрыгающее огонь и дым, двигалось по Гудзону против ветра и течения. Уже через десять-пятнадцать лет после изобретения Р. Фултона пароходы серьезно потеснили парусные суда. В 1813 г. в Питтсбурге в США заработали два завода по производству паровых двигателей. Через год к Нью-Орлеанскому порту было приписано 20 пароходов, а в 1835 г. на Mиссисипи и ее притоках работало уже 1200 пароходов. Речной пароход США 1810-1830гг- на рис.(8.)К 1815 г. в Англии на р. Клайд (Глазго) работало уже 10 пароходов и семь или восемь на р. Темзе. В том же году был построен первый морской пароход «Argyle», который выполнил переход из Глазго в Лондон. В 1816 г. пароход «Majestic» выполнил первые рейсы Брайтон — Гавр и Дувр — Кале, после чего начинали открываться регулярные морские паровые линии между Великобитанией, Ирландией, Францией и Голландией.В 1813 г. Фултон обратился к русскому правительству с просьбой предоставить ему привилегию на постройку изобретенного им парохода и употребление его на реках Российской империи. Однако в России пароходов Фултон не создал. Начало 19 века и в России отмечается строительством первых судов с паровыми машинами. В 1815 году владельцем механико-литейного завода в Петербурге Карлом Бердом был построен первый колесный пароход «Елизавета» на рис.(9.) На деревянную «тихвинку» была установлена изготовленная на заводе паровая машина Уатта мощностью 4 л. с. и паровой котел, приводившие в действие бортовые колеса. Машина делала 40 оборотов в минуту. После успешных испытаний на Неве и перехода из Петербурга в Кронштадт пароход совершал рейсы на линии Петербург — Кронштадт. Этот путь пароход проходил за 5 ч 20 мин со средней скоростью около 9,3 км/ч.К 20-м годам 19 века в Черноморском бассейне был всего лишь один пароход — «Везувий», не считая примитивного парохода «Пчелка» мощностью 25 л.с., построенного киевскими крепостными крестьянами, который через два года был проведен через пороги в Херсон, откуда и совершал рейсы до Николаева.Крупный сибирский золотопромышленник Мясников,. получивший привилегию на организацию пароходства по оз. Байкал и рекам Оби, Тоболу, Иртышу, Енисею, Лене и их притокам, в марте 1843г. спустил на воду пароход “Император Николай I” мощностью 32 л. с., который в 1844 г. был выведен на Байкал. Вслед за ним был заложен и в 1844 г. закончен постройкой второй пароход мощностью 50 л. с., получивший название “Наследник Цесаревич”, который также был переведен на оз. Байкал, где оба парохода и использовались на перевозках.В 40-50-е годы 19века пароходы стали регулярно ходить по Неве, Волге, Днепру и другим рекам. К 1850 г. в России было около 100 пароходов.

В 1819 американское парусное почтовое судно на рис.(10.)-«Саванна», дооборудованное паровой машиной и съемными бортовыми колесами вышло из г. Саванна США на Ливерпуль и совершило переход через Атлантику за 24 дня. В качестве двигателя на «Саванне» использовалась одноцилиндровая паровая машина низкого давления, простого действия. Мощность машины составляла 72 л.с., скорость при работе двигателя — 6 узлов (9 км/час). Двигателем пароход ьпользовался не более 85 часов и только в пределах прибрежной зоны.Рейс «Саванны» проводился для оценки необходимых запасов топлива на океанских маршрутах, т. к. сторонники парусного флота утверждали, что ни один пароход не сможет вместить достаточно количество угля для перехода через Атлантику. После возвращения судна в Соединенные Штаты паровой двигатель был демонтирован, а судно до 1822 г. использовалось на линии Нью-Йорк – СаваннаЛегендарный гигант «Титаник» .В котельных помещениях судна было установлено 29 паровых котлов — каждый весом в 100 тонн, которые разогревались жаром 162 топок. Угольные печи разогревали воду в котлах, чтобы получить пар. Затем пар подавался на поршневые двигатели. Как только пар попадал в один из четырех цилиндров двигателя, вырабатывалось необходимое усилие для вращения одного из гребных винтов. Лишний или потеряный пар конденсировался в испарителях и полученная вода могла быть возвращена в котлы для повторного нагревания. Изменение количества пара, поданного надвигатели управляло скоростью судна. Дым от топок и выхлопы двигателей выбрасывались через 3 первых трубы. Четвертая труба была фальшивой и использовалась для вентиляции. На «Титанике» все соответствовало последнему слову техники того времени. Первый военный пароход был построен в США по проекту Р. Фултона в 1815г. Он предназначался для охраны акватории Нью-Йоркского порта и представлял из себя батарейный катемаран. Военные моряки называли его паровым фрегатом, однако Р. Фултон предпочитал называть его паровой батареей и дал ему имя «Demologos» («Глас народа»). В 1829 г. пароход взорвался на рейде Нью-Йорка из-за неосторожного обращения матросов с огнем. В России первый пароходофрегат «Богатырь», ставший предтечей крейсеров, был построен в 1836 г.Применение паровой машины на подводной лодке откладывалось в течение многих лет. Главной проблемой была подача воздуха для сжигания топлива в топке парового котла при нахождении лодки в подводном положении, т.к. при работе машины расходовалось топливо и изменялась масса подводной лодки, а она должна быть постоянно готовой к погружению. Несмотря на препятствия в истории изобретательства подводных кораблей было много попыток построить подводную лодку, снабженную паровым двигателем. Проект подводной лодки с паровой машиной первым разработал в 1795 г. французский революционер Арман Мезьер, но ему не удалось осуществить его. В 1815 году Роберт Фултон построил в Нью-Йорке большое подводное судно, снабженное мощной паровой турбиной, длиной восемьдесят футов и шириной двадцать два фута с экипажем в 100 человек. Однако Фултон умер до того, как «Mute» был спущен на воду, и эта подводная лодка пошла на слом.Летом 1866 г. была создана подводная лодка талантливого русского изобретателя И. Ф. Александровского. Она испытывалась в течение нескольких лет в Кронштадте на рис.(11.). Было вынесено решение о ее непригодности ее для военных целей и нецелесообразности проведения дальнейших работ по устранению недостатков.

1.3.2 Зарождение двухколесного транспорта

Параллельно с развитием первых автомобилей изобретатели продолжали совершенствовать конструкции мотоциклов и установленных на них моторов. Наиболее интересными работами в этой области были аппараты французского инженера Луи Гийома Перро, который создал собственный паровой мотоцикл. Начал он, как и его соотечественник Эрне Мишо, с велосипеда, оснастив его в 1868 г. большим маховиком, благодаря чему ездок мог определенное время двигаться по инерции. Через год Перро стал применять в своих конструкциях одинарную трубчатую раму.Революционным стал велосипед, разработанный Луи Перро, с электроприводом на заднем колесе. А ведь это было во времена, когда электротехника только зарождалась и хороших электромоторов не существовало, поэтому фантастический для того времени проект тик и остался на бумаге.Итогом всех этих изобретений стала паровая машина для велосипеда, разработанная Перро в 1871 г. Через некоторое время мотоцикл был изготовлен и опробован на ходу. Топливом для горелки должны были служить винный спирт, керосин или растительное масло. Двигатель — одноцилиндровая паровая машина. Вдоль рамы крепился рабочий цилиндр, а бачки для топлива и воды располагались поперек рамы. С помощью специального регулятора можно было менять количество подаваемого в цилиндр пара, изменяя тем самым скорость мотоцикла. Тормоза на машине Перро не было.Основой рамы была толстая изогнутая труба, которая крепилась к рулевой колонке и проходила к заднему колесу. Обода колес были деревянными, заделанными снаружи металлом. Металлическими были и спицы. Седло крепилось на длинной рессоре и могло перемещаться вдоль машины — вперед летом, дабы отодвинуться от горячего мотора, а зимой назад, чтобы согреться от него. На рис.(12.)-Перро предлагал свое детище за три тысячи франков. Но, к сожалению, накануне франко-прусской войны его изобретение не смогло завоевать поклонников и принести прибыль.Мотоцикл Перро имел трубчатую раму с закрепленным на ней рабочим цилиндром и бачками для топлива и воды что виднно на рисунке (13.).Стоит упомянуть еще об одном изобретателе «пароциклов» — американце Луисе Копленде. В 1884 г. он поставил провой мотор впереди водителя над маленьким передним колесом, чтобы разгрузить заднее (масса водителя плюс масса двигателя). Этот мотоцикл мог разогнаться до 18 км/ч, несясь по улицам, как «исчадие ада», и пугая граждан. Позднее Копленд основал собственную фирму по производству мотоциклов.В дальнейшем развитие мотоциклов приостановилось. Люди, занимавшиеся их изготовлением, столкнулись с той же проблемой, что и автомобильные мастера, — с отсутствием легкого и экономичного двигателя. Лишь появление двигателя внутреннего сгорания в корне изменило ситуацию, дав мощный толчок дальнейшему развитию этого оригинального вида транспорта.

1.4 Применение паровых двигателей

Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях, локомотивах, на паровых судах, тягачах, паровых автомобилях и других транспортных средствах. Паровые машины способствовали широкому распространению коммерческого использования машин на предприятиях и явились энергетической основой промышленной революции XVIII века. Позднее паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания, паровыми турбинами и электромоторами, КПД которых выше.Паровые турбины, формально являющиеся разновидностью паровых машин, до сих пор широко используются в качестве приводов генераторов электроэнергии. Примерно 86% электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается с использованием паровых турбин.

1.4.1 Преимущество паровых машин

Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива. Наиболее заметно это преимущество при использовании ядерной энергии, поскольку ядерный реактор не в состоянии генерировать механическую энергию, а производит только тепло, которое используется для выработки пара, приводящего в движение паровые машины (обычно паровые турбины). Кроме того, есть и другие источники тепла, которые не могут быть использованы в двигателях внутреннего сгорания, например, солнечная энергия. Интересным направлением является использование энергии разности температур Мирового Океана на разных глубинах.Подобными свойствами также обладают другие типы двигателей внешнего сгорания, такие как двигатель Стирлинга, которые могут обеспечить весьма высокую эффективность, но имеют существенно большие вес и размеры, чем современные типы паровых двигателей. Паровые локомотивы неплохо показывают себя на больших высотах, поскольку эффективность их работы не падает в связи с низким атмосферным давлением. Паровозы до сих пор используются в горных районах Латинской Америки, несмотря на то, что в равнинной местности они давно были заменены более современными типами локомотивов.В Швейцарии (Brienz Rothhorn) и в Австрии (Schafberg Bahn) новые паровозы, использующие сухой пар, доказали свою эффективность. Этот тип паровоза был разработан на основе моделей Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) 1930-х годов, со множеством современных усовершенствований, таких, как использование роликовых подшипников, современная теплоизоляция, сжигание в качестве топлива лёгких нефтяных фракций, улучшенные паропроводы, и т.д. В результате такие паровозы имеют на 60% меньшее потребление топлива и значительно меньшие требования к обслуживанию. Экономические качества таких паровозов сравнимы с современными дизельными и электрическими локомотивами.

Кроме того, паровые локомотивы значительно легче, чем дизельные и электрические, что особенно актуально для горных железных дорог. Особенностью паровых двигателей является то, что они не нуждаются в трансмиссии, передавая усилие непосредственно на колёса.

1.4.2 Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя может быть определён как отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты, содержащейся в топливе. Остальная часть энергии выделяется в окружающую среду в виде тепла. КПД тепловой машины равен

,

где

Wout — механическая работа, Дж;

Qin — затраченное количество теплоты, Дж.

Тепловой двигатель не может иметь КПД больший, чем у цикла Карно, в котором количество теплоты передается от нагревателя с высокой температурой к холодильнику с низкой температурой. КПД идеальной тепловой машины Карно зависит исключительно от разности температур, причём в расчётах используется абсолютная термодинамическая температура. Следовательно, для паровых двигателей необходимы максимально высокая температура T1 в начале цикла (достигаемая, например, с помощью пароперегрева) и как можно более низкая температура T2 в конце цикла (например, с помощью конденсатора):

Паровой двигатель, выпускающий пар в атмосферу, будет иметь практический КПД (включая котёл) от 1 до 8 %, однако двигатель с конденсатором и расширением проточной части может улучшить КПД до 25 % и даже более. Тепловая электростанция с пароперегревателем и регенеративным водоподогревом может достичь КПД 30 — 42 %. Парогазовые установки с комбинированным циклом, в которых энергия топлива вначале используется для привода газовой турбины, а затем для паровой турбины, могут достигать коэффициента полезного действия 50 — 60 %. На ТЭЦ эффективность повышается за счёт использования частично отработавшего пара для отопления и производственных нужд. При этом используется до 90 % энергии топлива и только 10 % рассеивается бесполезно в атмосфере. Такие различия в эффективности происходят из-за особенностей термодинамического цикла паровых машин. Например, наибольшая отопительная нагрузка приходится на зимний период, поэтому КПД ТЭЦ зимой повышается.

Одна из причин снижения КПД в том, что средняя температура пара в конденсаторе несколько выше, чем температура окружающей среды (образуется т.н. температурный напор). Средний температурный напор может быть уменьшен за счёт применения многоходовых конденсаторов. Повышает КПД также применение экономайзеров, регенеративных воздухоподогревателей и других средств оптимизации парового цикла.У паровых машин очень важным свойством является то, что изотермическое расширение и сжатие происходят при постоянном давлении. Поэтому теплообменник может иметь любой размер, а перепад температур между рабочим телом и охладителем или нагревателем составляют чуть ли не 1 градус. В результате тепловые потери могут быть сведены к минимуму. Для сравнения, перепады температур между нагревателем или охладителем и рабочим телом в стирлингах может достигать 100°С.

В практической части была сделана попытка сконструировать механизм, способный двигаться на пару.

Для работы мы использовали различные материалы, которые можно купить в хозяйственном магазине.

Механизм состоял из различных подручных средств.

Были использованы такие материалы как:

железная платформа размером,

банка из-под освежителя воздуха,

различные металлические крепежи,

металлический винт,

различного диаметра трубочки,

различные держатели,

металлическая проволока,

свеча,

сухой спирт.

В первую очередь чтобы собрать механизм мы приготовили основание, на чем будет стоять наш механизм выбор пал металлическую платформу размерами (11*23)см.

Металлическая платформа по своим качествам и свойствам: прочная, способная выдержать длительные нагрузки и приличный вес механизма, а так же, способна выдержать длительный жар и не деформироваться под его воздействием.

Потом мы подготовили емкость, в которую будет наливаться вода и в дальнейшем нагреваться. Для емкости мы использовали банку из под освежителя воздуха размерами в высоту 12см и в 7см в диаметре.

Так как нам продеться её нагревать, наружный металлический корпус идеально подходил для этого. А так же плюсы этой емкости были в том, что она была практически герметична. Подача воздуха и выход пара происходил через одно отверстие. Была приделана металлическая узкая трубочка на выходе из емкости, чтобы увеличить давление в ней при нагревании и создать как можно больший поток пара на выходе из емкости.

Для того чтобы установить емкость на металлической платформе были использованы металлические крепежи.

Металлические крепежи были сделаны специально из толстого металла, для того чтобы они были способны выдержать вес емкости с водой, а так же стойкими к огню.

Так как при нагревании емкости выходящий из неё пар сконцентрирован в одном месте и создает горячий поток воздуха. Именно эту особенность мы решили использовать и по закону сохранения энергии, что энергия может переходить из одной формы в другую.

И возникла идея превратить пар в механическую энергию.

Чтобы это сделать, был использован металлический винт.

Поток пара направленный на лопасть винта заставил бы его крутиться винт вокруг своей оси, что наглядно показывало на переход энергии в механическую.

Ось винта с одной стороны должна быть с удлинением 2-3 см. Поскольку на неё будет крепиться резинка, соединяющая ее с колесом механизма. И за счет того, что винт будет крутиться под напором пара, то через резинку это движение будет переходить на колесо. Что в конечно итоге должно заставить медленно двигаться механизм.

Одно из важнейших особенностей этого механизма это нагревание воды в емкости. Были использованы 2 вида источника тепла: первый это обычная свечка, которая даем не достаточно теплоты, чтобы заставить воду кипеть и сухой спирт, который значительно больше дает теплоты, но тоже не способная быстро выпаривать воду.

2.2 Способы улучшения машины и ее КПД

В предыдущем прототипе мы при благоприятных условиях могли бы получить от 1-3% КПД, но при данном улучшении КПД должен увеличиться до 3-6%.Идея очень простая и работает за счет давления пара образованного в емкости.

Улучшения заключается в том, что изменяется положение емкости и способ перехода энергии. На емкости в том месте, где выходит пар, приделана трубочка внутри которой находиться металлический шарик, который закрывает емкость. Шарик подпирает пружинка, которая соединяет шарик и поршень. В самой трубочке образованны отверстия, чтобы пару было куда уйти. И принцип заключается в том, что в емкости при нагревании образуется пар и в момент увеличения давления, когда давление увеличивается до определенного момента, давление вытесняет шарик. Вытесненный шарик по цепной реакции задействует пружинку, а она в свою очередь переходит на поршень и так через рычаги механическая энергия переходит на колеса. И так продолжается пока в емкости может образоваться давление для вытеснения шарика. Таким образом, если урегулировать механизм мы можем, получит частое поднятие шарика, а это приведет к созданию скорости.

2.3 Анкетирование

Результаты анкетирования показали, что из 20 учеников 2 классов на 10 вопросов правильно ответили 65% учеников.

На самые актуальные вопросы сделана таблица на рис.(20.) для наглядного сравнения.

Заданные вопросы:

1.Как вы думаете, какой будет КПД у этой машины и почему? на рисунке (21.)

2. В каких промышленных предприятиях используют паровой двигатель?

3. В каком году французский изобретатель Кюньо построил первый в мире паровой автомобиль?

4. Кто такой англичанин Томас Севери?

5. Какую максимальную скорость развивал паровой автомобиль?

Заключение

После написания работы были сделаны выводы, что паровая техника до сих пор окружает нас и используется и по сей день: паровозы сравнимы с современными дизельными и электрическими локомотивами, насосные станциями и множество других мест. Проанализировав научную литературу, стало очевидно, что именно паровой двигатель изменил наш мир, и наши жизни, поскольку именно с его открытия настала эра развития технологий и разного вида транспорта.

Изучив принцип работы паровых двигателей, сконструировали и построили простейший механизм, работавший на пару. Рассмотрели возможности увеличения КПД в дальнейшем.

В работе при создании механизма мы столкнулись с рядом проблем, которые помешали добиться желаемого результата и что, в конечном счете, привело к малой мощности нашего механизма. Что частично опровергает нашу гипотезу. Чрезмерное влияние внешних факторов и большая потеря тепла, энергии впустую, были причинами неудачи. Так же не достаточное быстрое и малое количество образования пара привело к тому, что не создавалось нужное давление и что в последствии привело нехватке мощности.

При конструировании механизма следующего поколения большинство факторов было учтено, чтобы избежать прежней участи. Чертежи были основанные, для того чтобы улучшить механизм и добиться желаемого результата.

По этой работе можно судить, что в мире паровых технологий и по сей день, есть куда стремиться и развиваться. И может именно эта технология станет самой экономичной, экологической и мощной в дальнейшем в мире.

Список используемой литературы

Статья основана на материалах Большой советской энциклопедии 2-го издания.eo:Vapormaŝinohu:Gőzgéplt:Garo mašinann:Dampmaskin

В полёт, паролёт? аммиачно-паровой двигатель для авиации.

Емкость для воды

Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.

Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее – более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

Виды двигателей

Конструктивно, есть несколько вариантов, использующих принцип Стирлинга, основными видами считаются:

• Двигатель «α – Стирлинг»:

Конструкция применяет два разных поршня, помещенных в различные контуры. Первый контур используется для нагрева, второй контур применяется для охлаждения. Соответственно, каждому поршню принадлежит свой регенератор (горячий и холодный). Устройство обладает хорошим соотношением мощности к объёму. Недостаток в том, что температура горячего регенератора создает конструктивные сложности.

Двигатель «β – Стирлинг»:

Конструкция использует один замкнутый контур, с разными температурами на концах (холодный, горячий). В полости расположен поршень с вытеснителем. Вытеснитель делит пространство на холодную и горячую зону. Обмен холодом и теплом происходит путём перекачивания вещества через теплообменник. Конструктивно, теплообменник выполняется в двух вариантах: внешний, совмещённый с вытеснителем.

Двигатель «γ – Стирлинг»:

Поршневой механизм предусматривает применение двух замкнутых контуров: холодного и с вытеснителем. Мощность снимается с холодного поршня. Поршень с вытеснителем с одной стороны горячий, с другой стороны холодный. Теплообменник располагается как внутри, так и снаружи конструкции.

Некоторые силовые установки не похожи на основные виды двигателей:

Роторный двигатель Стирлинга.

Конструктивно изобретение с двумя роторами на валу. Деталь совершает вращательные движения в замкнутом пространстве цилиндрической формы. Заложен синергетический подход реализации цикла. Корпус содержит радиальные прорези. В углубления вставлены лопасти с определённым профилем. Пластины надеты на ротор и могут двигаться вдоль оси при вращении механизма. Все детали создают меняющиеся объёмы с выполняющимися в них явлениями. Объёмы различных роторов связаны при помощи каналов. Расположение каналов имеют сдвиг в 90° друг к другу. Сдвиг роторов относительно друг друга составляет 180°.

Термоакустический двигатель Стирлинга.

Двигатель использует акустический резонанс для проведения процессов. Принцип основан на перемещении вещества между горячей и холодной полостью. Схема уменьшает количество движущихся деталей, сложность в снятии полученной мощности и поддержании резонанса. Конструкция относится к свободнопоршневому виду мотора.

Как сделать рабочую модель парового двигателя на дому

Если вы были заинтересованы в модельных паровых двигателях, вы, возможно, уже проверили их в Интернете, шокирующим будет то, что они очень дорогие. Если вы не ожидаете ценовой диапазон, то вы можете попытаться найти другие варианты, где у вас может быть собственная модель парового двигателя. Это не означает, что вам нужно только купить их, так как вы можете сделать их самостоятельно.  Вы можете посмотреть процессы создания собственной модели парового двигателя на сайте WoodiesTrainShop.com. Там нет ничего, что вы не можете сделать и выяснить, не имея немного собственных исследований.

Как создать свой собственный паровой двигатель?

Это звучит удивительно, но на самом деле вы можете создать модельный паровой двигатель с нуля. Вы можете начать с создания очень простого трактора, тянущего двигатель. Он может легко перевозить взрослого человека, и вам понадобится около ста часов, чтобы закончить строительство. Самое замечательное в том, что это не так дорого, и процесс его создания очень прост, и все, что вам нужно сделать, это сверлить и работать на токарно-фрезерном станки весь день. Вы всегда можете проверить свои возможности на сайте WoodiesTrainShop.com, на котором найдете более подробную информацию о том, как вы можете начать делать свою собственную модель парового двигателя.

Обода задних колес самодельные, модель парового двигателя сделана из газовых баллонов, и вы можете купить готовые передачи, а также приводные цепи на рынке. Простота модели «сделай сам» с паровым двигателем – это то, что делает его привлекательным для всех, поскольку он предлагает вам очень простые инструкции и быструю сборку. Вам даже не нужно изучать что-либо техническое, чтобы иметь возможность делать все самостоятельно. Простых рисунков и рисунков достаточно, чтобы помочь вам с рабочей нагрузкой от начала до конца.

Шатун треугольника

Шаг 1
Шатун треугольника делается похожим способом, только с одной стороны будет кусок спицы, а с другой трубка. Длина шатуна 75 мм.

Треугольник и золотник
Из листа металла вырезаем треугольник и сверлим сверлим в нем 3 отверстия.Золотник. Длина поршня золотника составляет 3,5 мм, и он должен свободно перемещаться по трубке золотника. Длина штока зависит от размеров вашего маховика.

Подпорки
Далее нужно сделать подпорки из брусков, размеры опциональны.

Кривошипы
Кривошип поршневой тяги должен быть 8 мм, а кривошип золотника – 4 мм.

Паровой котёл
Паровым котлом будет служить банка из под оливок с запаянной крышкой. Также я впаял гайку, чтобы через неё можно было заливать воду и герметично закручивать болтом. Также припаял трубку к крышке.Вот фото:

Фото двигателя в сборе

Собираем двигатель на деревянной платформе, размещая каждый элемент на подпорке

Видео работы парового двигателя

Цикл

Двигатель внешнего сгорания Стирлинга, использует одноимённую совокупность явлений. Эффект от протекающего действия в механизме высок. Благодаря этому есть возможность сконструировать двигатель с неплохими характеристиками в рамках нормальных габаритов.

Необходимо учитывать, что в конструкции механизма предусмотрен нагреватель, холодильник и регенератор, устройство, отвода тепла от вещества и возвращения тепла, в нужный момент.

Идеальный цикл Стирлинга, (диаграмма «температура-объём»):

Идеальные круговые явления:

• 1-2 Изменение линейных размеров вещества с постоянной температурой;
• 2-3 Отвод теплоты от вещества к теплообменнику, пространство, занимаемое веществом постоянно;
• 3-4 Принудительное сокращение пространства, занимаемого веществом, температура постоянна, тепло отводится охладителю;
• 4-1 Принудительное увеличение температуры вещества, занимаемое пространство постоянно, тепло подводится от теплообменника.

Идеальный цикл Стирлинга, (диаграмма «давление-объём»):

Из расчёта (моль) вещества:

Подводимое тепло:

Получаемое охладителем тепло:

Теплообменник получает тепло (процесс 2-3), теплообменник отдаёт тепло (процесс 4-1):

R – Универсальная постоянная газа;

СV – способность идеального газа удерживать тепло при неизменной величине занимаемого пространства.

За счёт применения регенератора, часть теплоты остается, в качестве энергии механизма, не меняющейся за проходящие круговые явления. Холодильник получает меньше тепла, таким образом, теплообменник экономит тепло нагревателя. Это увеличивает эффективность установки.

КПД кругового явления:

ɳ =

Примечательно, что без теплообменника совокупность процессов Стирлинга осуществима, но его эффективность будет значительно ниже. Прохождение совокупности процессов задом наперёд ведёт к описанию охлаждающего механизма. В этом случае наличие регенератора, обязательное условие, поскольку при прохождении (3-2) невозможно нагреть вещество от охладителя, температура которого значительно ниже. Так же невозможно отдать тепло нагревателю (1-4), температура которого выше.

Представители электростанций заводского изготовления

Отметим, что указанные варианты – термоэлектрогенератор и газогенератор сейчас являются приоритетными, поэтому выпускаются уже готовые станции для использования, как бытовые, так и промышленные.

Ниже приведено несколько из них:

• Печь «Индигирка»;
• Печь туристическая «BioLite CampStove»;
• Электростанция «BioKIBOR»;
• Электростанция «Эко» с газогенератором «Куб».

Печь «Индигирка».

Обычная бытовая твердотопливная печь (сделанная по типу печи «Буржайка»), оснащенная термоэлектрогенератором Пельтье.

Отлично подойдет для дачных участков и небольших домов, поскольку достаточно компактна и ее можно перевозить в авто.

Основная энергия при сгорании дров идет на обогрев, но при этом имеющийся генератор позволяет получить также электроэнергию напряжением 12 В и мощностью 60 Вт.

Печь «BioLite CampStove».

Тоже использует принцип Пельтье, но она еще более компакта (вес всего 1 кг), что позволяет брать ее в туристические походы, но и количество энергии, вырабатываемой генератором – еще меньше, но ее будет достаточно зарядить фонарь или телефон.

Электростанция «BioKIBOR».

Тоже используется термоэлектрогенератор, но это уже – промышленный вариант.

Производитель по заказу может изготовить устройство, обеспечивающие на выходе электроэнергию мощностью от 5 кВт до 1 МВт. Но это влияет на размеры станции, а также потребляемое количество топлива.

К примеру, установка, выдающая 100 кВт, расходует 200 кг дров в час.

«Эко».

А вот электростанция «Эко» — газогенераторная. В ее конструкции используется газогенератор «Куб», бензиновый двигатель внутреннего сгорания и электрогенератор мощностью 15 кВт.

Помимо промышленных уже готовых решений, можно отдельно купить те же термоэлектрогенераторы Пельтье, но без печки и использовать его с любым источником тепла.

Применение паровой турбины

Налив в чайник воды и поставив его на включенный газ, можно убедиться, что при закипании энергии выходящего из трубки пара достаточно, чтобы на выходе электродвигателя появилась ЭДС. Для этого к нему стоит подключить светодиодный фонарик. Помимо питания для электрических лампочек, возможно и другое применение паровой турбины, например, для зарядки аккумулятора сотового телефона.

В условиях квартиры или частного дома подобная мини-электростанция может показаться простой игрушкой. А вот оказавшись в походе и взяв с собой турбированный чайник с электрогенератором, вы сможете оценить по достоинству его функциональность. Возможно, в процессе вам удастся найти еще какое-нибудь назначение турбины. Больше информации об изготовлении походного генератора из чайника можно узнать, посмотрев видео:

Особенности и преимущества

Конструктивные решения позволяют отнести машину к классу низкорамных. Сборка производится крупными блоками, что сокращает количество соединений и повышает прочность техники. Опционально на грузовик ТАТА-613 можно установить на нее различные виды фургона:

• эвакуатор;
• хлебный;
• изотермический;
• промтоварный;
• тентовая или бортовая платформа;
• термический.

Это повышает универсальность грузовика и гарантирует возможность его использования в городском, сельском и коммунальном хозяйстве.

Tata 613 может оборудоваться рефрижератором, который используется в развозке пищевых продуктов с малым сроком годности и лекарственных препаратов со специальными условиями хранения.

К основным достоинствам техники относятся:

• небольшие габариты, позволяющие работать в городской черте;
• рефрижераторы, оборудованные специальным покрытием, простым в уходе и санитарной обработке;
• экономичность, обусловленная установкой дизельного двигателя.

К недостаткам машины относятся небольшая грузоподъемность и малая вместимость.

История двигателя Стирлинга

Изначально, установку разрабатывали с целью заменить машину, работающую за счёт пара. Котлы паровых механизмов взрывались, при превышении допустимых норм давлением. С этой точки зрения Стирлинг намного безопасней, функционирует, используя температурный перепад.

Принцип работы двигателя Стирлинга в поочередной подаче или отборе тепла у вещества, над которым совершается работа. Само вещество заключено в объём закрытого типа. Роль рабочего вещества выполняют газы, либо жидкости. Встречаются вещества, выполняющие роль двух компонентов, газ преобразовывается в жидкость и наоборот. Жидкопоршневой мотор Стирлинга обладает: небольшими габаритами, мощный, вырабатывает большое давление.

Уменьшение и увеличение объёма газа при охлаждении либо нагреве соответственно, подтверждается законом термодинамики, согласно которого все составляющие: степень нагрева, величина занимаемого пространства веществом, сила, действующая на единицу площади, связаны и описываются формулой:

P*V=n*R*T

здесь

• P – сила действия газа в двигателе на единицу площади;
• V – количественная величина, занимаемая газом в пространстве двигателя;
• n – молярное количество газа в двигателе;
• R – постоянная газа;
• T – степень нагрева газа в двигателе К,

Модель двигателя Стирлинга:

За счёт неприхотливости установок, двигатели подразделяются: твердотопливные, жидкое горючее, солнечная энергия, химическая реакция и другие виды нагрева.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см

Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Плюсы и минусы электростанции на дровах

Электростанция на дровах – это:

• Доступность топлива;
• Возможность получить электроэнергию в любом месте;
• Параметры получаемой электроэнергии – самые разные;
• Можно сделать устройство и самому.
• Среди недостатков же отмечается:
• Не всегда высокое КПД;
• Громоздкость конструкции;
• В некоторых случаях получение электроэнергии – лишь побочный эффект;
• Для получения электроэнергии для промышленного использования нужно сжечь большое количество топлива.

В целом, изготовление и использование электростанций, работающих на твердом топливе – вариант, заслуживающий внимания, и он может стать не только альтернативой электросетям, но еще и помочь в местах, удаленных от цивилизации.

Основной элемент

Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.

Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.

Морские паровые машины

(В первой редакции простые ПМ не рассматривал.До первого коммента ( погибшего).Действительно — никто не мешает сделать тотж «Новик» аж на 4х винтах , влепив 4 компаунда. Но одноцилиндровая — все таки на мой взгляд перебор)
Выбрасывать воду в виде пара на море- довольно расточительно. Корабль- не мельница на речке- пресной воды нет (те конечно есть — но её достаточно мало). Можно, конечно, питать котлы заборной водой, но сразу встает вопрос засоления трубок котлов. И придумали оригиальну вещь . Пар из первого цилиндра ( раширившись и совершив какую-то работу) идет во второй цилиндр и делает уже работу там . Опять расширившись он не выбрасывается в атмосферу а идет в холодильник , где конденсируется до состояния воды и идет обратно в котел. Так появились машины двойного расширения. Добавив третий цилиндр- получили машины тройного расширения.
Потом подобный девайс еще усовершенствовали- разделили цилиндр низкого давления на два .

Эту схему,применяли гтам, де один цилиндр низкого давления становился слишком большим при литье. Это также удобно для более действенной балансировки двигателя.

Устройство

В базовую комплектацию грузовика входят следующие компоненты:

• ветровики;
• моющиеся коврики из поливинилхлорида;
• формованные конструкции для крыши;
• IRVM;
• усилитель привода сцепления;
• гидроусилитель рулевого колеса;
• механическая подвеска кресла машиниста.

Фургон Tata 613 Ex2

Основная несущая конструкция – лестничная, в качестве лонжеронов выступают швеллеры, соединенные с помощью заклепок и болтов. В качестве опции выступает установка фургона из профлиста белого цвета. Двери устанавливаются двухстворчатые, крепятся они с помощью 6 петель. Ширина – 2,14 м, высота – 1,07 м.

Внутри фургона автомобиля ТАТА-613 устанавливается пара осветительных приборов, провода закрыты пластиковым коробом или гофрированными нишами, что обеспечивает их безопасность. Для вентиляции в передней стенке устраиваются отверстия. Износостойкость напольного покрытия обеспечивается свойствами материала, из которого оно изготовлено. Это бакелит мощностью 4 мм.

Для безопасности при ночной езде предусмотрена установка по периметру авто габаритных огней. Опционально в салон может устанавливаться кондиционер.

Расчет скорости корабля в зависимости от мощности.( Формулы интересны скорее заклепочникам )

V-скорость в узлах, D-водоизмещение, Н- мощность и. л.с, С-константа ( да.1/3 заменять на 0,33 и 2/3 заменять на 0,66 не рекомендую.Погрешность в полузла вылазит)

ТЕ приведены три константы

Для больших и быстрых (пассажирских)пароходов — 250

Для грузовых пароходов — 235

Для крейсеров и броненосцев- 225

Я лично для малых крейсеров в 2800-3300 т предлагаю — 200

Такто эта константа пишется и обозначается как «коэффициент Адмиралтейства» или «Адмиралтейский коэффициент».И таблицы есть. Но врядли ктото из присутствующих станет конструировать яхту.

( ктото не согласен или хочет внести свои коэффициенты ( миноносцев вот нет пока) — пожалста, только аргуметируйте расчетом- поменяем)

Те вполне можно посчитаь нужную мощность ПМ в табличном редакторе и построить очень красивые графики.

Компаундный паровой двигатель

Упрощённая схема паровой компаунд-машины тройного расширения:
Пар высокого давления (красный цвет) от котла проходит через двигатель, выходя в конденсатор при низком давлении (голубой цвет).

Большим минусом компаунд-машины, который выявило применение на паровозах, является невозможность трогания, если поршень в цилиндре высокого давления остановился в мертвой точке. Чтобы преодолеть этот недостаток паровозы с компаундной паровой машиной получили сложные приборы трогания, подающие кратковременно свежий пар сразу в два цилиндра.

На паровозах использовалось несколько вариантов компаундов:

• цилиндры высокого и низкого давления располагаются параллельно один под другим снаружи рамы и работают на общий ползун. Данную схему имели паровозы американской постройки серий «B» и «X»;
• цилиндры располагаются последовательно на общем длинном штоке (тандем-машина). По такой схеме строились российские паровозы серий «Р» и «П»;
• Система де Глена — дополнительные цилиндры располагаются внутри рамы и работают на коленчатую ось. По данной схеме выпускались паровозы серии «У», а также опытный чехословацкий паровоз «18-01».
  В поздних сериях паровозов компаунд-машины не применялись из-за присущих им недостатков, добиваясь экономичности за счет перегрева пара.

Существенный вклад в изучение и применение паровой компаунд-машины на паровозах внёс российский инженер Александр Парфеньевич Бородин.

Начало новой эры в механике

В середине 60-х годов 18 века талантливый механик Джеймс Уатт работал в университете Глазго. Однажды ему поступил заказ на ремонт паровой машины Ньюкомена, и, разобравшись в конструкции агрегата, Уатт решил попробовать ее немного усовершенствовать. Он предположил, что можно будет сократить расход недешевого топлива, если цилиндр паровой машины будет постоянно оставаться в нагретом состоянии. Ведь до этого поршень двигался вниз и совершал полезную работу благодаря тому, что емкость с паром охлаждалась при помощи впрыска воды. Но чтобы воплотить в жизнь данную идею, следовало разобраться с проблемой конденсации пара, которую Уатт решил достаточно элегантно.
 

Если верить историческим источникам, мысль о том, как можно сконденсировать пар, пришла Уатту в голову совершенно случайно, когда он увидел, как под давлением вырываются его струи из котлов прачечных. Джеймс сообразил, что пар – это обыкновенный газ, который из цилиндра можно легко направить в другую емкость, создав в ней меньшее давление. Для этих целей Уатт решил использовать откачивающий насос и систему металлических отводящих трубок, которые забирали из цилиндра пар.

Паровая машина Джеймса Уатта

Следующее усовершенствование было направлено на то, чтобы заставить поршень в цилиндре совершать полезную работу не за счет атмосферного давления, а с помощью давления пара. Основная сложность состояла в том, чтобы сделать всю конструкцию герметичной, ведь добиться этого в то время было непросто. Но Уатт и здесь продемонстрировал отличную работу мысли – в своей машине он использовал в качестве уплотнителя пеньковую веревку, пропитанную маслом. Она по специальным углублениям наматывалась вокруг поршня, что позволило в большей части решить эту проблему.

Как работает паровая турбина?

В сущности, паровые турбины являются составной частью сложной системы, призванной преобразовать энергию топлива в электричество, иногда – в тепло.

На данный момент этот способ считается экономически выгодным. Технологически это происходит следующим образом:

• твердое или жидкое топливо сжигается в паровой котельной установке. В результате рабочее тело (вода) обращается в пар;
• полученный пар дополнительно перегревается и достигает температуры 435 ºС при давлении 3.43 МПа. Это необходимо для того, чтобы добиться максимального КПД работы всей системы;
• по трубопроводам рабочее тело доставляется к турбине, где равномерно распределяется по соплам с помощью специальных агрегатов;
• сопла подают острый пар на изогнутые лопатки, закрепленные на валу, и заставляет его вращаться. Таким образом, кинетическая энергия расширяющегося пара переходит в механическое движение, это и есть принцип действия паровой турбины;
• вал генератора, представляющего собой «электродвигатель наоборот», вращается ротором турбины, в результате чего вырабатывается электроэнергия;
• отработанный пар попадает в конденсатор, где от соприкосновения с охлажденной водой в теплообменнике переходит в жидкое состояние и насосом снова подается в котел на прогрев.

Чтобы не допускать снижения эффективности работы, на валу ротора располагается максимальное расчетное число лопаток. При этом между ними и корпусом статора обеспечивается наименьший зазор посредством специальных уплотнений. Простыми словами, чтобы пар «не крутился вхолостую» внутри корпуса, все зазоры минимизируются. Лопатка сконструирована таким образом, чтобы расширение пара продолжалось не только на выходе из сопла, но и в ее углублении. Как это происходит, отражает рабочая схема паровой турбины:

Следует отметить, что рабочее тело, чье давление после попадания на лопатки снижается, после рабочего цикла в первом блоке не сразу попадает в конденсатор. Ведь оно еще располагает достаточным запасом тепловой энергии, а потому по трубопроводам пар отправляется во второй блок низкого давления, где снова воздействует на вал посредством лопаток другой конструкции. Как показано на рисунке, устройство паровой турбины может предусматривать несколько таких блоков:

1 – подача перегретого пара; 2 – рабочее пространство блока; 3 – ротор с лопатками; 4 – вал; 5 – выход отработанного пара в конденсатор.

Для справки. Скорость вращения ротора генератора может достигать 30 000 об/мин, а мощность паровой турбины – до 1500 МВт.

Классический вариант

Как уже отмечено, в электростанции на дровах используется несколько технологий для получения электричества. Классической среди них является энергия пара, или попросту паровой двигатель.

Здесь все просто – дрова или любое другое топливо сгорая, разогревает воду, в результате чего она переходит в газообразное состояние – пар.

Полученный пар подается на турбину генераторной установки, и за счет вращения генератор вырабатывает электроэнергию.

Поскольку паровой двигатель и генераторная установка соединены в единый закрытый контур, то после прохождения турбины пар охлаждается, снова подается в котел, и весь процесс повторяется.

Такая схема электростанции – одна из самых простых, но у нее имеется ряд существенных недостатков, одним из которых является взрывоопасность.

После перехода воды в газообразное состояние давление в контуре значительно повышается, и если его не регулировать, то высока вероятность порыва трубопроводов.

И хоть в современных системах применяются целый набор клапанов, регулирующих давление, но все же работа парового двигателя требуется постоянного контроля.

К тому же обычная вода, используемая в этом двигателе, может стать причиной образования накипи на стенках труб, из-за чего понижается КПД станции (накипь ухудшает теплообмен и снижает пропускную способность труб).

Но сейчас эта проблема решается использованием дистиллированной воды, жидкостей, очищенных примесей, выпадающих в осадок, или же специальных газов.

Но с другой стороны эта электростанция может выполнять еще одну функцию – обогревать помещение.

Здесь все просто – после выполнения своей функции (вращения турбины) пар необходимо охладить, чтобы он снова перешел в жидкое состояние, для чего нужна система охлаждения или попросту – радиатора.

И если разместить этот радиатор в помещении, то в итоге от такой станции получим не только электроэнергию, но еще и тепло.

Как сделать поршень с шатуном

Шаг 1
Берём болт (1) диаметром 7 мм и зажимаем его в тисках. Начинаем наматывать на него медную проволоку (2) примерно на 6 витков. Каждый виток промазываем суперклеем. Лишние концы болта спиливаем.

Шаг 2
Проволоку покрываем эпоксидкой. После высыхания, подгоняем поршень шкуркой под цилиндр так, чтобы он свободно там двигался, не пропуская воздух.

Шаг 3
Из листа алюминия делаем полоску длиной 4 мм и длиной 19 мм. Придаём ей форму буквы П (3).

Шаг 4
Сверлим на обоих концах отверстия (4) 2 мм диаметром, чтобы можно было засунуть кусочек спицы. Стороны П-образной детали должны быть 7х5х7 мм. Клеим её к поршню стороной, которая 5 мм.

Шаг 5
Шатун (5) делаем из велосипедной спицы. К обоим концам спицы приклеиваем на два маленьких кусочка трубок (6) от антенны диаметром и длиной по 3 мм. Расстояние между центрами шатуна составляет 50 мм. Далее шатун одним концом вставляем в П-образную деталь и шарнирно фиксируем спицей.
Спицу с двух концов подклеиваем, чтобы не выпала.

Мастер сделал сам паровой двигатель

Вы видели когда-нибудь, как работает паровой двигатель не на видео? В наше время найти такую функционирующую модель не просто. Нефть и газ давно вытеснили пар, заняв господствующее положение в мире технических установок, приводящих механизмы в движение. Однако, ремесло это не утрачено, можно найти образцы успешно работающих двигателей, установленных умельцами на автомобилях и мотоциклах. Самодельные образцы чаще напоминают музейные экспонаты, чем изящные лаконичные аппараты, пригодные для эксплуатации, но они работают! И люди успешно ездят на паровых авто и приводят в движение разные агрегаты.

В этом выпуске канала “Techno Rebel” вы увидите паровую двухцилиндровую машину. Всё началось с двух поршней и такого же количества цилиндров.
Убрав все лишнее, мастер увеличил ход поршня и рабочий объем. Что привело к увеличению крутящего момента. Самой сложной деталью проекта является коленвал. Состоит из трубы, которую расточили под 3 подшипника. 15 и 25 трубы. Труба спилена после сварки. Подготовил трубу под поршень. После обработки он станет цилиндром или золотником.

От кромки оставляется на трубе 1 сантиметр, чтобы, когда будет варится крышка, металл может повезти в сторону. Поршень может застрять. На видео показана доработка распределительного цилиндров. Одно из отверстий заглушена, сужено до трубки двадцатки. Здесь будет поступать пар. Отверстие для выхода пара.

Как работает аппарат. В отверстий подается пар. Он распределяется по трубе, попадает в 2 цилиндра. Когда поршень опускается вниз, пар проходит и под давлением опускается. Поршень поднимается. Перекрывает проход. Пар стравливается через отверстия.
Далее с 5 минуты

паровой двигатель своими руками в домашних условиях .

Бесплатная энергия. Паровой двигатель своими руками

Нажми для просмотра	Чтобы ускорить выход видео – поддержите пожалуйста мой проект. Деньги пойдут исключител ьно на покупку дета…       Тэги:

Нажми для просмотра	Самая настоящая паровая Машина сделана очень просто из пары пустых банок. Провозился я с нею долго, но получ…       Тэги:

Нажми для просмотра	Современна я паровая машина.       Тэги:

Нажми для просмотра	Как сделать паровой двигатель из ДВС. Как сделать парогенера тор для парового двигателя. Первый…       Тэги:

Нажми для просмотра	Все просто!!! паровой двс 5-часть .       Тэги:

Нажми для просмотра	Модель и принцип действия парового двигателя с качающимся цилиндром. Oscillating cylinder steam engine.       Тэги:

Кабина водителя

Салон рассчитан на троих пассажиров, он характеризуется комфортом и эргономичностью. Кабина изготавливается из цельного металлического листа и может иметь семь различных цветов исполнения. Для обеспечения комфорта водителя предусмотрена дверь шириной 0,9 м, поручни и низкая подножка. Большие окна предназначены для обеспечения безопасности при движении по дорогам общего пользования, а также территории складов. Боковые стойки отличаются маленькой шириной, а зеркала – большой площадью.

Кресло имеет возможность регулировки по четырем параметрам. Ручки для его настройки расположены в торце подушки. В стандартную комплектацию авто ТАТА-613 входит маячок, который срабатывает, если водитель начал движение и не пристегнул ремень безопасности. Пассажирские сидения такой функцией не оборудованы.

К преимуществам салона стоит отнести высокую звукоизоляционную способность. Это обеспечивается обивкой, на полу она представлена ковролином серого цвета. На дверях устанавливаются резиновые уплотнители. Панель приборов позволяет легко отслеживать состояние машины, она не загромождена излишними датчиками и индикаторами. По центру расположен спидометр, вокруг которого расположены цветовые датчики. На циферблатах указываются уровни давления в тормозных контурах. К недостаткам приборной панели относится отсутствие тахометра.

Пластик характеризуется высоким качеством, как и замки на бардачках. Подсветка приборной панели не яркая, позволяет различить, какие индикаторы активированы. Рулевое колесо изготовлено из не скользкого пластика.

Список источников

• ElektrikExpert.ru
• motoran.ru
• diyworkplace.ru
• alternathistory.com
• izobreteniya.net
• tehnolen.ru
• funer.ru
• cotlix.com
• www.letopis.info
• justdepot.ru
• icarbio.ru

Мои модели стирлингов

схема сборки простейшего электромотора из подручных материалов, готовый проект устройства

В древние времена люди использовали животных для приведения в действие простейших механизмов. Позже для плавания на парусных суднах и для того чтобы заставить вращаться ветряные мельницы, делающие из зерна муку, стала использоваться сила ветра. Затем люди научились использовать силу течения речной воды для того, чтобы заставить вращаться водяные колёса, перекачивающие и поднимающие воду или приводящие в действие разнообразные механизмы.

Тепловые двигатели появились в далёком прошлом, в том числе и двигатель Стирлинга. Сегодня технологии значительно усложнились. Так, например, человечество изобрело двигатель внутреннего сгорания, который является довольно сложным механизмом. На основе ДВС в настоящее время работает большинство современных автомобилей и другой необходимой для человека техники. Функция, которую выполняет тепловое расширение внутри двигателя внутреннего сгорания, очень сложна, но без неё работа ДВС невозможна.

В механическом устройстве, называемом двигателем внутреннего сгорания, энергия сгорающего топлива преобразуется в механическую. Для того чтобы сделать двигатель внутреннего сгорания своими руками, необходимо знать основные принципы его действия.

Процесс переделывания в генератор

Алгоритм последовательности действий следующий:

• Ротор изымается после снятия крышки;
• Остаются прежние статорные обмотки, не осуществляется перемотка;
• Для того чтобы он стал сборным в отличие от своего изначального цельного состояния, его надо стачивать до заранее оговоренного размера;
• На ротор запрессовывается стакан из стали толщиной пять миллиметров;
• Одной из наиболее сложных операций считается разметка, которая проводится для того, чтобы приклеить магнитные элементы на ротор согласно шаблону. Размерность индивидуально подбирается под каждый двигательный агрегат;
• Магнитные элементы из неодима клеят суперклеем и укрепляются дополнительно нитяной капроновой сеткой;
• Все обматывается при помощи скотча и проводится опалубка для герметизации, а затем заливка эпоксидкой;
• Стекая вниз, смола застывает, после чего скотч необходимо снять;
• Ротор загоняется в генераторную часть со всеми предосторожностями, чтобы ротор «встал», а не «влетел» в статор благодаря силе магнитов;
• Конструкция собирается и закрывается крышкой;
• Проводится проверка работоспособности при помощи дрели.

Мотор Стирлинга из консервной банки

Для его изготовления вам понадобятся подручные материалы: банка из под консервов, небольшой кусок поролона, CD-диск, два болтика и скрепки.

Читать также: Лампочки в птф ланос

Поролон – одни из самых распространенных материалов, которые используются при изготовлении моторов Стирлинга. Из него делается вытеснитель двигателя. Из куска нашего поролона вырезаем круг, диаметр его делаем на два миллиметров меньше внутреннего диаметра банки, а высоту немного больше ее половины.

В центре крышки просверливаем отверстие, в которое вставим потом шатун. Для ровного хода шатуна делаем из скрепки спиральку и припаиваем ее к крышке.

Поролоновый круг из поролона пронизываем посередине винтиком и застопориваем его шайбой сверху и снизу шайбой и гайкой. После этого присоединяем путем пайки отрезок скрепки, предварительно распрямив ее.

Теперь втыкаем вытеснитель в сделанное заранее отверстие в крышке и герметично пайкой соединяем крышку и банку. На конце скрепки делаем небольшую петельку, а в крышке просверливаем еще одно отверстие, но чуть-чуть больше, чем первое.

Из жести делаем цилиндр, используя пайку.

Присоединяем с помощью паяльника готовый цилиндр к банке, так, чтобы не осталось щелей в месте пайки.

Из скрепки изготавливаем коленвал. Разнос колен нужно сделать в 90 градусов. Колено, которое будет над цилиндром по высоте на 1-2 мм больше другого.

Из скрепок изготавливаем стойки под вал. Делаем мембрану. Для этого на цилиндр надеваем полиэтиленовую пленку, немного продавливаем ее внутрь и закрепляем на цилиндре ниткой.

Шатун который нужно будет приделать к мембране, изготавливаем из скрепки и вставляем его в обрезок резины. По длине шатун нужно сделать таким, чтобы в нижней мертвой точке вала мембрана была втянута внутрь цилиндра, а в высшей – напротив – вытянута. Второй шатун настраиваем так же.

Шатун с резиной приклеиваем к мембране, а другой присоединяем к вытеснителю.

Присоединяем паяльником ножки из скрепок к банке и на кривошип пристраиваем маховик. Например, можно использовать СД-диск.

Двигатель Стирлинга в домашних условиях сделан. Теперь осталось под банку подвести тепло – зажечь свечку. А через несколько секунд дать толчок маховику.

Нюансы процесса перемотки

Асинхронная работа двигателя позволяет выдерживать постоянной частоту, с которой вращается роторная часть, даже при разной нагрузке. Если говорить о принципе перемотки электродвигателей, то он общий в части технологии выполнения. А вот отдельные нюансы могут при этом различаться.

Вышедшее из строя устройство лучше всего отвезти в мастерскую, но в отдельных случаях предпочтительнее, оказывается, перемотать двигатель в условиях дома. Только с условием, что определенные навыки в этом деле все-таки имеются, несмотря на относительную легкость процесса.

Для движков есть два типа для обмотки:

• Роторной части;
• Статорной.

С учетом различий в размерах устройств и их конструкции можно воспользоваться обобщенной инструкцией по перемотке с наглядными фотографиями и описательной частью.

Немного про паровой двигатель и принцип его действия

Паровой двигатель/паровая машина – тепловой двигатель внешнего сгорания, использует и преобразует энергию водяного пара во вращательно-поступательную механическую работу поршня и вала.

Паровым двигателем можно считать любой двигатель внешнего сгорания, что преобразует энергию пара в механическую работу.

Принцип работы парового двигателя весьма прост: путём сгорания топлива нагревается вода и превращается в водяной пар, который различными способами приводят поршень в движения, поршень же вращает вал, и на выходе мы имеем механическую работу от вала.

Основные положения инструкции

После обнаружения поломки, двигатель необходимо изначально вынуть из прибора.

Далее работы ведутся в следующей последовательности:

• Определяются проводные параметры, и общее число витков катушки в процессе осматривания двигательной части;
• Очищается наиболее уцелевший участок обмоточного фрагмента;
• Нагар убирается при помощи растворителя или обжигом;
• Выступающая верхняя часть укладки срезается соответствующим инструментом, в зависимости от площади сечения провода. Затем она раскладывается на отдельные проводки, чтобы суметь узнать число витков;
• Все обнаруженные неровности на поверхности железа, куда была намотана обмотка, необходимо полностью зачистить, чтобы придать поверхности гладкость. В противном случае новый пробой не заставит себя ждать;
• Сечение нового провода должно быть идентичным старому или максимально приближено к нему;
• Из картона изготавливается шаблон, соответствующий размеру железа, по которому проводится намотка. При проведении обмотки пользуются специальным станком.

Как же изготовить «Ветерок»?

Начинать изготовление двигателя надо с самой главной детали — цилиндра. Цилиндр состоит из головки, втулки, болта, слюдяных прокладок, калильной нити, гайки и клиньев.

Сама головка изготовляется из материала Д16Т диаметром 20 мм. Пруток зажимается в кулачковый патрон, и производится полная обработка по чертежу той стороны прутка, где должна быть сферическая выемка. Далее сверлятся отверстия диаметром 4 и 22 мм. Сферическая выемка полируется пастой ГОИ. Затем деталь отрезается от заготовки. Обратная сторона детали обрабатывается в специальной оправке, которая зажимается в кулачковый патрон станка. Затем размечаются и сверлятся отверстия под винты крепления к цилиндру.

Болт точится из стали У5 по чертежу. В головке болта высверливается глухое отверстие диаметром 0,6 мм под медный клин для заделки калильной нити.

Это отверстие сверлится под углом к телу болта. Гайка и втулка точатся соответственно из латуни и дюралюминия Д16Т по чертежу.

Калильные нити можно делать из платиновой, родиевой или иридиевой проволоки. Возможно использование проволоки от старых термопар нагревательных термических печей, причем их необходимо калибровать фильерами.

Фильер представляет собой пластинку из нержавеющей нагартованной стали (или из стали У8) толщиной 0,3 мм. В этой пластинке нужно пробить отверстие обломанной иглой с помощью молотка. Иглу держите плоскогубцами. Протяжка проволоки для нити показана на рисунке 3 в.

Нить наматывается в спираль на оправке диаметром 1 мм. Шаг намотки 0,6-0,7 мм.

Особенно хорошо работают спирали, свитые из двойной или тройной проволочки платины толщиной 0,05 мм

Зачем нужен плавный пуск

Плавный пуск электродвигателя дает возможность по снижению ощутимых недостатков электромашин.

Кроме того:

• Снижаются ремонтные затраты, так как любой пусковой ток всегда перегревает обмотку, тем самым снижая общий ресурс эксплуатационного срока для машины;
• Рывки практически отсутствуют, что хорошо сказывается на уменьшении износа шестеренок в передаточных механизмах, а также возможности гидроудара в сети при подаче жидкости;
• В большой степени снижается потребление электрической энергии, так как проводимый прямой запуск, требует немалое количество электрической энергии. Надо знать, что возможность просадок напряжения в случаях с ограничением мощности в сети, могут негативно сказаться на каждое из подключенных устройств;
• Общий расход на коммутационное оборудование существенно снижается. Технические электрические устройства для привода с асинхронным принципом действия выбираются с достаточным запасом по мощности. Наличие плавного спуска делает возможным проведение подключения более бюджетных аппаратов по защите и коммутации.

Наличие разгона после проведения плавного старта способствует в существенном расширении прикладной сферы деятельности электрических двигателей асинхронного типа.

Проведение якорной обмотки

Для обмотки якоря электродвигателя требуется провод из меди с большим сечением. Применяется вариант с проводом не изолированным с прямоугольным сечением и изолированным, где сечение круглое.

В первом случае провод предназначен для мощностных стартеров с возможностью токовой проводимости от шестисот и более Ампер.

• Провод с изоляцией используют при обмотке стартеров с низкой мощностью.
• Обмотка одновитковая, состоящая из определенного числа проводников.
• В сердечнике они проложены петлями. Одна петля – один виток. Бандаж с обеих сторон выходов за пределы сердечника фиксирует части обмотки.

Зачем собирать паровой двигатель в 21-ом веке

Итак, сейчас 21-ое столетие, цифровая эпоха, век высоких компьютерных технологий, можно задаться вопросом «Зачем вообще кому-то собирать паровой двигатель сейчас?».

Есть люди, которые говорят, что хотят сделать модель паровоза, паровой генератор для дома и использовать его для своих нужд – всё это чушь.

Если бы эти нужды были реально важны для них, они бы использовали скорее более эффективный двигатель внутреннего сгорания.

На самом деле в нынешнее время паровые двигатели строят для удовольствия от инженерного дела, удовольствия от моделирования и удовольствия от полученного опыта – того самого опыта, который был у великих изобретателей древности.

Фото самодельного электродвигателя

Поделитесь с друзьями

Общие — Архив | планы паровых двигателей | Практик-механик

Дик Шуфорд

Алюминий

• 26 августа 2005 г.

• #1

Тридцать лет я мечтал построить маленькую паровую машину. Если кто-то из вас, ребята, в этом, я уверен, хотел бы услышать от вас. Особенно тем, кто со временем мог бы дать мне какой-нибудь совет. У меня довольно хороший механический цех с токарными станками, мельницами и т. д.

Спасибо

СНД

Алмаз

• 26 августа 2005 г.

• #2

Я сделал пару колебательных двигателей. Первый был из плана, найденного в маленькой книжке, которую дал мне друг, который строил паровые тракторы и локомотивы. Вероятно, вы сможете найти книгу с несколькими чертежами в большинстве магазинов для хобби и рукоделия. Я думаю, что многие из этих планов просто в дробях. Больше похоже на наброски, чем на настоящие распечатки из автокада. Хотя это дает хорошее представление о пропорциях. Вы также можете разработать свой собственный дизайн.
Зависит от того, насколько сложным вы хотите это быть и сколько времени вы хотите, чтобы это заняло. Реплики 7 1/4 локомотива очень хороши.

Джо Д. Гриндер

Титан

• 26 августа 2005 г.

• #3

В издательстве lindsey (linsey?) есть много книг по проектированию и созданию паровых двигателей… Джо

рке[плер

Алмаз

• 26 августа 2005 г.

• #4

Если кто-то из вас этим увлекается, я бы хотел услышать от вас.

Нажмите, чтобы развернуть…

Многие из моих домашних мастерских занимаются изготовлением паровых двигателей. Вот один, который я закончил месяц назад:

Это двигатель двойного действия с диаметром цилиндра 1,25 дюйма и ходом поршня 1,5 дюйма. Отливки взяты из Tiny Power, веб-страница находится здесь: http://www.tinypower.com/store.php?crn=56&rn=245&action=show_detail

Просмотрите сайт Tiny Power и посмотрите, есть ли что-то, что вам нужно. я хотел бы сделать. Если они слишком дорогие, есть другие поставщики отливок или простых планов, дайте мне знать, если вам нужны указатели.

Гордо

Горячекатаный

• 27 августа 2005 г.

• #5

Иди сюда и осмотрись, ты найдешь кучу информации, которую ищешь.

http://www.chaski.com/ubb/categories.php?Cat=

адаммил1

Титан

• 27 августа 2005 г.

• #6

Зачем строить маленькую стационарную паровую машину, если можно построить что-то действительно большое, что было бы весело и притягивало людей? Маленькие крошечные двигатели сидят на кожухе и выглядят круто, вы можете катать детей и тому подобное с настоящим миниатюрным паровозом.

Вот несколько сайтов.

www.discoverlivesteam.com
www.livesteaming.com
www.livesteam.com

Для моделей поездов и планов
http://www.railroadsupply.com/
http://www.littleengines.com/

и для моделей и чертежей стационарных паровых двигателей
http://www.stuartmodels.com/

Дик Шуфорд

Алюминий

• 27 августа 2005 г.

• #7

Спасибо, ребята, меня очень интересует что-то вроде Tiny Power Ajax Engine. Я хочу обработать все это дело, не покупая отливки. Я скачал все файлы Charles J. Dockstader на разные движки. Единственная проблема в том, что они для миниатюрных локомотивов, а я просто хочу небольшой стационарный двигатель. Я даже пытался уменьшить их, перерисовывая в Autocad, но это очень долго.

Гордо

Горячекатаный

• 27 августа 2005 г.

• #8

Если вы хотите собрать двигатели с нуля, поищите книги Elmers Engines. Я думаю, что вышло два тома. Я знаю, что у меня есть один из них и что в них есть только чертежи стационарных паровых машин. Вы можете поискать Элмера Вербурга. Книга отсутствует в магазине, иначе у меня была бы вся информация здесь для вас.

ГрегСИ

Алмаз

• 27 августа 2005 г.

• #9

Man RKE У этой штуки много маховика!

рке[плер

Алмаз

• 27 августа 2005 г.

• #10

Man RKE, у этой штуки много маховика!

Нажмите, чтобы развернуть…

Хотя трудно иметь слишком большой маховик, этот двигатель приближается к этой отметке. Но получить нужное количество на маленьком двигателе довольно сложно — он плохо масштабируется, и трудно получить столько обрабатываемого вольфрама.

Двигатель весит около 25 фунтов и очень хорошо работает, всего 5 фунтов воздуха.

варенье

Нержавеющая сталь

• 27 августа 2005 г.

• #11

http://npmccabe.tripod.com/steam.htm

Вот несколько чертежей и идей для простых паровых двигателей… Я построил один из них скорее для того, чтобы увидеть его в действии, чем для демонстрации.

Надеюсь, это поможет,

Джеймс

прецизионные инструменты

Нержавеющая сталь

• 27 августа 2005 г.

• #12

В книге «Магазин мудрости Руди Кухоупта» есть несколько построенных с нуля двигателей и других проектов, которые являются хорошими первыми проектами.

Их можно получить в Village Press, 1-800-447-7367.

Крис В

Чугун

• 27 августа 2005 г.

• №13

Дик,
Как сказал Гордо, проверь сайт Часки в прямом эфире. В частности, посмотрите сообщения Кейта С. о двигателе Corliss, который он строит без отливок.
Также проверьте планы Рэя Хасбрука по указанному ниже адресу.
Я построил пару от PM Industries и Coles и работаю над некоторыми моделями Stuart.
Ура, Крис
Планы Рэя Хасбрука

Дик Шуфорд

Алюминий

• 28 августа 2005 г.

• №14

Спасибо, ребята,

Теперь я помню, что примерно год назад я узнал об Элмере Вербурге и двигателях Элмера. Я искал книгу, но не нашел. Сегодня я сделал еще один поиск и нашел комментарий с какого-то форума.

Я купил свой в издательской службе Old Orchard; Почтовый ящик
284; Кадиллак, Мичиган 49601 Телефон 616 775 6296. Теперь это был адрес Уильяма
Фитта, компанией, которой управляет его жена. Я разговаривал с его женой, когда заказывал
, и это было через несколько лет после кончины мистера Фитта. .. так что, если она
все еще живет там, я подозреваю, что она могла бы по крайней мере указать вам
правильное направление. Я больше не подписываюсь на Modeltec, но я
также предположил бы, что Elmer’s будет предлагаться текущими 9Издательство 0047. Моя копия — второе издание, авторское право 1988 года. Это самый
, безусловно, достойный внимания и настоящее сокровище, Брайан, удачи в поисках.
— -Джеймс

Я могу попробовать позвонить и узнать, по-прежнему ли это хорошая информация. Я свяжусь с вами, ребята. Еще раз спасибо

Проект простой модели паровой машины.

Help Support Home Model Engine Engineer Forum:

Тони Бёрд

Старший член

• 19 ноября 2012 г.

• #1

Привет,

Многие небольшие паровые машины были сделаны по моим собственным проектам и проектам других людей. По большей части мои проекты были модификациями идей других людей без добавления каких-либо новых концепций. Многие произведенные двигатели относятся к простому колебательному типу, который использовался для железнодорожных локомотивов, лодок и в качестве стационарных двигателей для питания таких устройств, как воздушные и водяные насосы. Некоторые конструкции двигателей были модифицированы и использованы в качестве основы масляных и водяных насосов.

Несколько лет назад были спроектированы и изготовлены два двигателя одинаковой конструкции разного размера. Идея, стоящая за ними, заключалась в том, чтобы двигатель мог быть одностороннего или двойного действия с паровыми и выхлопными трубами, которые можно было бы разместить с любой из четырех сторон его левого блока, а также сзади. Двигатели должны были иметь ход поршня 12 мм или 18 мм (около ½ и ¾) с возможностью использования различных диаметров цилиндров. Блок левого борта двигателя был спроектирован как можно меньше и соответствовал вышеуказанному критерию. Меньший 12-мм двигатель с латунным портовым блоком толщиной 6 мм имел размеры 28 x 16 мм (около 1,1/8x 5/8), портовый блок более крупного 18-мм двигателя также имел толщину 6 мм и размеры 36 x 18 мм (около 1,1,2). х ¾). Многие из этих двигателей были изготовлены и использовались для различных целей.

Прикреплены две фотографии, на одной из которых показаны большой и малый двигатели двойного действия, перед ними небольшой двигатель одностороннего действия и колонна с левым блоком части встроенного малого двигателя. Также на фотографии показано количество обработанных больших и малых портовых блоков, а также черный лубрикатор, использовавшийся при испытаниях двигателя, а на других фотографиях крупным планом изображен небольшой незавершенный двигатель.

Следующий двигатель, который нужно сделать, должен быть установлен на коммерческий котел Mamod, чтобы превратить его в электростанцию. Изготовление и проектирование двигателя очень низкотехнологично. Рисунки выполнены на листе фолк-бумаги с использованием детского набора для рисования и выглядят так. Есть надежда, что эта ветка покажет инженерам-моделистам с ограниченным опытом и инструментами, как проектировать и изготавливать простые двигатели, используя только токарный станок и ручные инструменты.

Первым делом необходимо изготовить рабочий чертеж двигателя. Большинство двигателей, которые были сделаны с использованием портовых блоков такого размера, немного отличались не только тем, что они были одно- или многоцилиндровыми, но и имели разные отверстия и размеры.

Двигатель, который должен быть построен, должен быть небольшим двигателем двойного действия и максимально коротким. Чтобы сделать колеблющуюся паровую машину короче, мало что можно сделать с длиной цилиндра, превышающей определенную точку. Уменьшение межосевого расстояния между осями и центрами цапфы может повлиять на LOA. Но это повлияет на размеры других частей двигателя. Уменьшение межосевого расстояния увеличит угол, на который проходит цилиндр, что позволит увеличить размер парового и выпускного отверстий. Это также очень немного увеличит всю длину цилиндра. Кроме того, при использовании кривошипа маховика его размер уменьшится. Единственным недостатком сокращения расстояния между осью и цапфой является увеличение углового перемещения цилиндра, что приведет к большему трению и возможному износу. Большинство коммерческих и внештатных моделей, по-видимому, имеют цилиндры, которые имеют угловое движение от 20 до 25 градусов, что обеспечивает хороший баланс между угловым движением, трением и размером отверстия.

Чертеж прилагается? Который показывает влияние изменения расстояния между осями и цапфами на 32, 28 и 25 мм (около 1,1/4, 1,1/8 и 1). Разница в ¼ сильно влияет на угловое перемещение, порт и размер кривошипа маховика. Это первый чертеж R+D для двигателя, будет использоваться центральный размер (28 мм). Я надеюсь, что участники найдут эту ветку интересной, она, вероятно, будет идти очень медленно.

С уважением, Тони.

Тони Бёрд

Старший член

• 30 ноября 2012 г.

• #2

Hi

Сделан чертеж паровой машины с межосевым расстоянием 28 мм между осью и цапфой цилиндра. Хотя такой двигатель можно было бы сделать, но на самом деле не хватило бы опорной поверхности в нижней крышке цилиндра для штока поршня. Поэтому был сделан еще один чертеж с межосевым расстоянием 30 мм, что увеличило длину подшипника на 2 мм и уменьшило угловое перемещение цилиндров до 23 градусов, а диаметр паровых/выпускных отверстий до 1,8 мм. Еще одно изменение конструкции заключалось в том, чтобы сделать двигатель двухцилиндровым V.

,

Начало работы по цилиндрам, в которых используются латунные трубки K&S для отверстия. Изготавливаются два комплекта цилиндров, один с диаметром отверстия 5/16, другой с диаметром цилиндра 3/8, в обоих случаях ход поршня составляет 12 мм. Портовый блок на цилиндре изготовлен из латунного шестигранного штока. Надеемся, что следующие фотографии пояснят конструкцию цилиндра, если нет, спрашивайте.

Photobucket у меня перестал работать, поэтому я закрою и добавлю оставшиеся фотографии в следующем письме.

С уважением, Тони.

Тони Бёрд

Старший член

• 30 ноября 2012 г.

• #3

Еще раз здравствуйте,

Кажется, потеряли фотографию цилиндра, припаянного к блоку портов. Я добавлю эту фотографию к следующему письму. Следующее — вытяжка паровых и выхлопных каналов в левостороннем блоке.

С уважением, Тони.

Тони Бёрд

Старший член

• 30 ноября 2012 г.

• #4

Смотреть не видно!

Тони Бёрд

Старший член

• 2 декабря 2012 г.

• #5

Привет,

Так как два блока портов немного отличаются друг от друга, один имеет четыре паровых трубы, а другой только две, для каждого были сделаны чертежи. Причина того, что опорные блоки различаются, заключается в том, что конструкция требует, чтобы пар / выхлоп проходил через один портовый блок, а затем к другому по трубам. На этих рисунках видно, что паровые каналы, находящиеся в портовом блоке, хотя и ненамного, но расходятся друг с другом. Несколько просверленных проходов необходимо было заглушить, это было сделано путем нарезания отверстий вторым метчиком, но с использованием только его конического конца, в результате чего получилась короткая коническая резьба. Затем был плотно закручен латунный винт, прежде чем припаять его на место и срезать выступающую головку и резьбу.

Перед тем, как что-либо было обработано, был сделан еще один чертеж, на котором показано только положение цапфового подшипника и четырех отверстий с резьбой для крепления портовых блоков к раме двигателя. Это единственные отверстия, которые будут отмечены путем измерения, все остальные отверстия будут расположены относительно паровых/выпускных отверстий, которые будут установлены с использованием того же приспособления, которое использовалось для сверления аналогичных отверстий в блоке портов цилиндров.

Несколько портовых блоков уже были на складе, два из них были размечены и просверлены. Затем два просверленных блока портов были прикручены к раме двигателя через отверстие для цапфы. При правильном позиционировании с использованием четырех отверстий, просверленных в портовом блоке в качестве ориентира, отверстия для крепления портового блока к раме двигателя были просверлены в раме двигателя.

При изготовлении маховика приспособление, используемое для сверления паровых/выпускных отверстий в цилиндрах, использовалось в качестве направляющей для сверления паровых/выпускных отверстий в блоке портов. После просверливания паровых/выпускных отверстий были отмечены проходы для пара. и просверлены с использованием портов в качестве контрольных точек. На фотографии блока левого борта есть ошибка, где показано расположение проходов, правая вертикальная линия не должна соединяться с верхней горизонтальной линией!

Зазор на портовом блоке для цилиндра был сделан с помощью воскового патрона на токарном станке. Цапфовые пальцы были установлены на цилиндры и вместе с их винтами и пружинами примерялись к блокам портов/раме двигателя.

Когда блоки портов были установлены на раме двигателя, соединительные и паровые/выхлопные трубы были припаяны на место.

Маховик отбалансирован путем просверливания отверстий в задней части, с маленькими маховиками это улучшает плавность работы двигателя.

С уважением, Тони.

Тони Бёрд

Старший член

• 3 декабря 2012 г.

• #6

Привет,

Вчера немного поработал над двигателем, сделал большие головки и нижние крышки цилиндров. Надеюсь, это не будет задолго до того, как можно будет запустить.

С уважением, Тони.

Тони Бёрд

Старший член

• 4 декабря 2012 г.

• #7

Hi,

Изготовлены и установлены крышки поршня и верхней части цилиндра.

Проверка внутреннего диаметра нулевого кольца с помощью сверла.

Точение поршня по размеру.

Ручная токарная обработка нулевого кольцевого паза в поршне.

Видео работы готового двигателя в эфире.

Крепление двигателя к котлу будет производиться на другой резьбе.

С уважением, Тони.

старновице

Участник

• 4 декабря 2012 г.

• #8

Отличная работа, Тони!! Тоже отличная строительная нить.

th_wav

Пэт

Брайан Рупноу

Инженер-конструктор

• 4 декабря 2012 г.

• #9

Очень хорошо работающий двигатель и хорошо продуманный процесс проектирования.

халид

Новый член

• 18 апреля 2013 г.

• #10

я очень рад видеть, что я не могу описать, как замечательно, что ты сделал, чтобы я был ребёнком ты [email protected]

Тони Бёрд

Старший член

• 19 апр, 2013

• #11

Привет, Халид,

Спасибо за комплимент. Если вы еще не видели, что случилось с двигателем, это есть в разделе «Завершенные проекты» под названием «Модель паровой машины, модифицированная».

С уважением, Тони.

изобретатель

Новый член

• 9 августа 2018 г.

• #12

Привет, Тони,
. Я задал вопрос в Google для получения информации о создании паровой машины V twin, там были найдены ваши сообщения от 19 ноября 2012 года.
Я был настолько впечатлен вашим дизайном и вниманием к деталям, что теперь я являюсь участником сайта! Но я не вижу, как найти ваш пост
выше или любой более ранний.
Молодец, что сделал мой день,
С уважением
Морис

изобретатель

Новый член

• 9 августа 2018 г.

• №13

Тони извините, я выстоял и наконец нашел ваши предыдущие посты.
Вы были заняты.
Я хочу построить трехколесный Mamod, похожий на Morgan, и был очень польщен, когда нашел единомышленника (вас) не только с теми же идеями, но и, несомненно, первоклассного инженера по моделированию.

Я являюсь участником другого сайта Steam, который также называется «Неофициальный форум Mamod и другие форумы Steam», на котором у меня много постов и моделей.
под именем Морис. Когда я освоюсь на этом сайте, я загружу несколько фотографий своих моделей. Некоторые из них я с большим успехом переработал для бега и гораздо более низких реалистичных скоростей.
Если вам интересно, вы можете увидеть их сейчас в разделе «Модели Мориса» на другом форуме.
Морис

Тони Бёрд

Старший член

• 10 августа 2018 г.

• №14

Привет, Морис,

. Мне будет интересно узнать, чем обернутся ваши усилия. Если вы еще не видели, это была моя попытка создать трехколесный транспорт.

С уважением, Тони.

Анатолий

Известный член

• №15

Привет, Тони

Я обнаружил эту ветку только благодаря последним сообщениям. Прекрасная работа. У меня есть ряд вопросов/замечаний — в порядке их появления в ветке. Я выделил цитируемый отрывок курсивом.

Рисунки выполнены на листе бумаги с использованием детского набора для рисования и выглядят так.

Очень красивые рисунки

Чертеж прилагается? Который показывает влияние изменения расстояния между осями и цапфами на 32, 28 и 25 мм (около 1,1/4 дюйма, 1,1/8 дюйма и 1 дюйм). Разница в ¼ дюйма сильно влияет на угловое перемещение, порт и размер кривошипа маховика. Это первый чертеж R+D для двигателя, будет использоваться центральный размер (28 мм).

Если бы длина двигателя не была проблемой, каким было бы оптимальное расстояние между осью и цапфой для эффективности и минимального износа? Как можно меньше, я думаю, достаточно, чтобы разрешить порты соответствующего размера?

Еще одним изменением конструкции стал V-образный двухцилиндровый двигатель.

хорошо! Я думаю, вы могли бы легко сделать его трехлучевым тоже.

, в котором для отверстия используется латунная трубка K&S. Изготавливаются два комплекта цилиндров, один диаметром 5/16 дюйма, другой 3/8 дюйма, в обоих случаях ход поршня составляет 12 мм. Блок портов на цилиндре изготовлен из латунного шестигранника 9. 0830

не могли бы вы объяснить, почему вы устанавливаете трубу в шестигранник — она ​​поставляется с прецизионной обработкой внутреннего диаметра? А, я вижу, ты потом их разрезал пополам — ловкое обращение с лобзиком! Вы начали с hex -почему? конечно, квадратный или прямоугольный был бы проще?

Несколько просверленных проходов необходимо заглушить. Это было сделано путем нарезания резьбы вторым метчиком, но с использованием только его конического конца, что дало короткую коническую резьбу. Затем был плотно закручен латунный винт, прежде чем припаять его на место и срезать выступающую головку и резьбу.

Я никогда не думал использовать конический конец для получения конического отверстия!

Когда блоки каналов установлены на раме двигателя, соединительные и паровые/выхлопные трубы были припаяны на место.

изогнутые трубы с максимальным радиусом ! Я удивляюсь, когда вижу, что используются локти.

Маховик был отбалансирован путем сверления отверстий в его задней части, с маленькими маховиками это улучшает плавность работы двигателя.

есть ли праймер/ответы на часто задаваемые вопросы/резьба по балансировке маховика? Достаточно ли просто установить маховик на центральную точку и заставить его лежать горизонтально?

Проверка внутреннего диаметра нулевого кольца с помощью дрели.

Я запутался — это уплотнитель крышки цилиндра? как уплотнить сам шток поршня? Как концы цилиндров «подогнаны», т.е. закреплены? Поршневое кольцо тоже уплотнительное? Вы используете витон? Это длится — для пара?

спасибо!

Тони Бёрд

Старший член

• 11 августа 2018 г.

• №16

Привет Анатолий,

Я обнаружил эту тему только из-за последних сообщений. Прекрасная работа. У меня есть ряд вопросов/замечаний — в порядке их появления в ветке. Я выделил цитируемый отрывок курсивом.

Рисунки выполнены на листе бумаги для рисования с использованием детского набора для рисования и выглядят так.

В основном я делаю эскизы с размерами того, что делаю; Я делаю чертежи, только если зазоры маленькие.

Очень красивые рисунки

Чертеж прилагается? Который показывает влияние изменения расстояния между осями и цапфами на 32, 28 и 25 мм (около 1,1/4 дюйма, 1,1/8 дюйма и 1 дюйм). Разница в ¼ дюйма сильно влияет на угловое перемещение, порт и размер кривошипа маховика. Это первый чертеж R+D для двигателя, будет использоваться центральный размер (28 мм).

При проектировании колебательного двигателя приходится идти на множество компромиссов в отношении углового перемещения, трения и размеров портов. Хорошим началом является предположение, что паровые порты находятся на концах цилиндров, это центральное расстояние, которое дает общее угловое движение цилиндра около 24 градусов с ходом примерно в два раза больше диаметра отверстия, это без перекрытия портов обычно дает плавное движение. работает легко заводится двигатель. Я обычно устраиваю цилиндр так, чтобы он отрывался от блока портов примерно при половине рабочего давления котла, что снижает его трение. Я знаю, что на этом конкретном двигателе ход поршня всего на 25% больше диаметра цилиндра, но приведенное выше является хорошей отправной точкой.

Если бы длина двигателя не была проблемой, каким было бы оптимальное расстояние между осью и цапфой для эффективности и минимального износа? Как можно меньше, я думаю, достаточно, чтобы разрешить порты соответствующего размера?

Еще одним изменением конструкции стал V-образный двухцилиндровый двигатель.

Радиальные двигатели не будут проблемой.

Красиво! Я думаю, вы могли бы легко сделать его трехлучевым тоже.

В котором для отверстия используется латунная трубка K&S. Изготавливаются два комплекта цилиндров, один диаметром 5/16 дюйма, другой 3/8 дюйма, в обоих случаях ход поршня составляет 12 мм. Блок портов на цилиндре изготовлен из латунного шестигранника 9. 0830

Шестигранник легче удерживать и центрировать, чем квадратный или прямоугольный ложе, но, что более важно, его лицевые поверхности несколько больше, чем лицевые поверхности, поэтому просверленное отверстие находится дальше от лицевой поверхности, что дает больше места для резьбы цапфы и облегчения резания в портовое лицо.

Не могли бы вы объяснить, почему вы устанавливаете трубу в шестигранник — она ​​поставляется с прецизионной обработкой внутреннего диаметра? А, я вижу, ты потом их разрезал пополам — ловкое обращение с лобзиком! Вы начали с hex -почему? конечно, квадратный или прямоугольный был бы проще?

Некоторые из просверленных проходов должны быть заглушены. Это было сделано путем нарезания отверстий вторым метчиком, но с использованием только его конического конца, что дало короткую коническую резьбу. Затем был плотно закручен латунный винт, прежде чем припаять его на место и срезать выступающую головку и резьбу.

Латунные винты, вероятно, герметизируются без использования припоя; немного ремня и наручей жаль подтяжки!

Я никогда не думал использовать конический конец для получения конического отверстия!

Когда блоки каналов установлены на раме двигателя, соединительные и паровые/выхлопные трубы были припаяны на место.

Я стараюсь не использовать штуцеры, так как они занимают место и их сложно паять.

Изогнутые трубы с максимальным радиусом ! Я удивляюсь, когда вижу, что используются локти.

Маховик был отбалансирован путем сверления отверстий в его задней части, с маленькими маховиками это улучшает плавность работы двигателя.

Да, я просто балансирую колесо после установки шатунной шейки и крепежного винта. С установленной шатунной шейкой и, как правило, отверстием, просверленным напротив него, может быть неправильный баланс. Есть суммы, которые можно рассчитать, чтобы вычислить увеличение веса, необходимого напротив шатунной шейки для балансировки двигателя, но я не уверен, что для небольшого двигателя это сильно повлияет на плавность работы двигателя.

Есть ли руководство/ответы на часто задаваемые вопросы/резьба по балансировке маховика? Достаточно ли просто установить маховик на центральную точку и заставить его лежать горизонтально?

Проверка внутреннего диаметра нулевого кольца с помощью дрели.

Поршень оснащен уплотнительным кольцом, и сверло используется для проверки его внутреннего диаметра для поворота прорези в поршне; так как уплотнительное кольцо должно быть слегка свободно в прорези поршня. Я использую силиконовые уплотнительные кольца, если могу их достать, поскольку кольца из витона становятся немного неприятными, если они горят, а кремний, безусловно, справляется с температурой большинства паровых двигателей. На этих двигателях штоки поршней не имеют уплотнений, а крышки цилиндров приклеены на место.
Я запутался — это уплотнитель крышки цилиндра? как уплотнить сам шток поршня? Как концы цилиндров «подогнаны», т.е. закреплены? Поршневое кольцо тоже уплотнительное? Вы используете витон? Это длится — для пара?

Надеюсь, мои ответы понятны, если нет, спрашивайте.

С уважением Тони

мясорубка

Пенсионер

• 11 августа 2018 г.

• # 17

Тони, я в восторге от твоих знаний в области моделирования. Вы должны написать книгу…

Анатолий

Известный член

• 11 августа 2018 г.

• # 18

Спасибо, Тони, очень полезные объяснения. Но я все еще смущен крышками цилиндров и уплотнением штока поршня на нижней крышке.
Теперь я вижу, что изображение сверла/уплотнительного кольца предназначено для уплотнительного кольца поршня. Итак, для вас силиконовая установка отлично справляется с работой (железных) поршневых колец? При каких обстоятельствах вы бы перешли на металлические кольца?

1. «Крышки цилиндров приклеены» локтитом? Дайте вашему ремню и подтяжкам приблизиться к винтовой пломбе, я удивлен.
2. почему бы вам не использовать/нужно уплотнение для штока поршня?
еще раз спасибо!

Тони Бёрд

Старший член

• 12 августа 2018 г.

• # 19

Привет Анатолий,

Спасибо Тони, очень полезные объяснения. Но я все еще смущен крышками цилиндров и уплотнением штока поршня на нижней крышке.

Теперь я вижу, что изображение сверла/уплотнительного кольца предназначено для уплотнительного кольца поршня. Итак, для вас силиконовая установка отлично справляется с работой (железных) поршневых колец? При каких обстоятельствах вы бы перешли на металлические кольца?

Я изготовил и использовал чугунные поршневые кольца, самое маленькое из них было 19 мм (3/4 дюйма), которые использовались на Stuart Double 10, они работали нормально. модели, особенно маленькие модели. Большинство моделей используются не очень часто, поэтому, если оставить чугунное кольцо, иногда оно может заржаветь, что делает практически невозможным извлечение поршня из цилиндра. Интересно, почему я это знаю? Поэтому в основном я использую «О» кольца на поршне стандартного размера или на поршне увеличенного размера или нестандартного диаметра. Я использую водопроводную ленту из ПТФЭ, которую я превращаю в струну, и она используется почти так же, как графитовая ярд.0909

1. «Крышки цилиндров вклеены» loctite? Дайте вашему ремню и подтяжкам приблизиться к винтовой пломбе, я удивлен.

В качестве альтернативы можно использовать посадку с натягом, которая раньше выполнялась перед склеиванием и работает хорошо, но ее очень трудно разобрать. У меня еще не было неудач с использованием клея, который легко разбирается с помощью тепла. Крышки можно прикрутить болтами, но это увеличивает массу цилиндра, что нормально, если он неподвижен, но не так хорошо, если это высокооборотный колебательный двигатель, для управления которым потребуется большой маховик.

2. Почему вы не используете/не нуждаетесь в уплотнении для поршневого штока?
еще раз спасибо!

Размер и вес при небольшом двигателе; хорошо подогнанный длинный подшипник не сильно протекает, особенно с паровым маслом. Если я устанавливаю уплотнения, я обычно использую ленту из ПТФЭ, так как любой износ можно компенсировать затяжкой сальниковой гайки после износа уплотнительных колец, их необходимо заменить, что может быть серьезной работой по удалению большой головки, что иногда влечет за собой снятие цилиндра с двигателя.

Надеюсь, это поможет.

С уважением, Тони.

Тони Бёрд

Старший член

• 12 августа 2018 г.

• #20

Привет, Чак,

Тони, я в восторге от твоих знаний в области моделирования. Вы должны написать книгу…

Очень мило с твоей стороны. Иногда я пишу для журналов по проектированию моделей и моделей лодок, что немного снижает затраты на мастерскую; но я сомневаюсь, что у меня есть выносливость для книги.

С уважением, Тони.

Вы должны войти или зарегистрироваться, чтобы ответить здесь.

Длительность кулачка для тихоходного четырехтактного двигателя модели

• Брайан Рупноу
• 16 сентября 2022 г.
• Работа в процессе

2

Ответы

27

просмотров

1К

21 сентября 2022 г.

Чарльз Ламонт

Конструкция клапанного механизма для паровых двигателей — мой подход

• GreenTwin
• Вчера в 11:29
• Общее обсуждение двигателя

Ответов

14

просмотров

185

47 минут назад

GreenTwin

Модель Дизель: диаметр цилиндра 32 мм, ход поршня 38 мм, непрямой впрыск

• Nerd1000
• 19 августа 2022 г.
• Работа в процессе

23

Ответы

42

просмотров

2К

20 сентября 2022 г.

Ллойд-сс

Простой подшипник коленчатого вала.

• 100модель
• 19 июля 2022 г.
• Советы и рекомендации

Ответы

10

просмотров

2К

Понедельник, 01:02

100модель

Подробная информация о производительности двухтактных двигателей.

• Оуэн_N
• 27 апреля 2022 г.
• Общее обсуждение двигателя

Ответы

14

просмотров

1К

22 августа 2022 г.

Bentwings

Делиться:

Фейсбук

Твиттер

Реддит

Пинтерест

Тамблер

WhatsApp

Эл. адрес

Делиться

Ссылка на сайт

Паровой двигатель — 3D-модели САПР и 2D-чертежи

«Паровая машина» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. Паровая машина (значения).

Для железнодорожного двигателя см. паровоз.

«Паровой двигатель» перенаправляется сюда. Не следует путать с steampowered.com.

Паровой двигатель — это тепловой двигатель, который выполняет механическую работу, используя пар в качестве рабочего тела. Проще говоря, паровой двигатель использует химический принцип расширения, когда тепло, подаваемое на воду, испаряет воду в пар, а создаваемая сила толкает поршень вперед и назад внутри цилиндра. Эта толкающая сила обычно преобразуется с помощью шатуна и маховика во вращательную силу для работы. Термин «паровой двигатель» обычно применяется только к только что описанным поршневым двигателям, а не к паровой турбине.

Паровые двигатели представляют собой двигатели внешнего сгорания, ^[2] , в которых рабочее тело отделено от продуктов сгорания. Могут использоваться источники тепла без сжигания, такие как солнечная энергия, ядерная энергия или геотермальная энергия. Идеальный термодинамический цикл, используемый для анализа этого процесса, называется циклом Ренкина. В цикле вода нагревается и превращается в пар в котле, работающем при высоком давлении. При расширении с помощью поршней или турбин совершается механическая работа. Затем пар пониженного давления выбрасывается в атмосферу или конденсируется и закачивается обратно в котел.

В общем случае термин паровой двигатель может относиться либо к полным паровым установкам (включая котлы и т. д.), таким как железнодорожные паровозы и переносные двигатели, либо может относиться только к поршневым или турбинным машинам, как в случае балочного двигателя. и стационарная паровая машина. Однако при более подробном рассмотрении паровоза двигатель упоминается только как та часть, в которой тепло пара превращается в движение поршня, и, следовательно, позволяет делать отдельные заявления об эффективности котла и эффективности двигателя. Специализированные устройства, такие как паровые молоты и паровые копры, зависят от давления пара, подаваемого из отдельного котла.

Использование кипящей воды для создания механического движения насчитывает более 2000 лет, но первые устройства не были практичными. Испанский изобретатель Херонимо де Аянц-и-Бомонт получил патент на примитивный паровой водяной насос в 1606 году. ^[3] В 1698 году английский инженер Томас Савери запатентовал паровой насос, в котором пар использовался в прямом контакте с перекачиваемой водой. Паровой насос Savery использовал конденсирующийся пар для создания частичного вакуума и подачи воды в камеру, а затем применял пар под давлением для дальнейшего перекачивания воды.

Атмосферный двигатель , созданный английским изобретателем Томасом Ньюкоменом, был первым коммерческим настоящим паровым двигателем, использующим поршень, и использовался в 1712 году для удаления паводковых вод из шахты. К 1733 году 104 использовались. В итоге было установлено более двух тысяч из них. ^[4]

В 1781 году шотландский инженер Джеймс Уатт запатентовал паровой двигатель, производивший непрерывное вращательное движение. ^[5] Двигатели Watt мощностью десять лошадиных сил позволяли приводить в действие широкий спектр производственного оборудования. Двигатели можно было разместить в любом месте, где можно было получить воду, уголь или древесное топливо. К 1883 году стали доступны двигатели мощностью 10 000 л.с. ^[6] Стационарный паровой двигатель был ключевым компонентом Промышленной революции, позволяя фабрикам располагаться там, где не было воды. Атмосферные двигатели Ньюкомена и Ватта были большими по сравнению с мощностью, которую они производили, но паровые двигатели высокого давления были достаточно легкими, чтобы их можно было применять в таких транспортных средствах, как тяговые двигатели и железнодорожные локомотивы.

Паровые двигатели поршневого типа оставались доминирующим источником энергии до начала 20-го века, когда достижения в конструкции электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания постепенно привели к замене поршневых паровых двигателей в коммерческом использовании и преобладанию паровых турбин в электроэнергетике. ^[7] Принимая во внимание, что подавляющее большинство мирового производства электроэнергии производится паровыми двигателями турбинного типа, «паровая эра» продолжается с уровнями энергии, намного превышающими уровни на рубеже 19-го и 20-го веков.

Содержание

• 1 История
  • 1.1 Ранние конструкции и модификации
  • 1.2 Ранние эксперименты
  • 1.3 Насосные двигатели
  • 1.4 Поршневые паровые двигатели
  • 1,5 Двигатели высокого давления
  • 1.6 Горизонтальный стационарный двигатель
  • 1.7 Дорожные транспортные средства
  • 1,8 Судовые двигатели
  • 1.9 Паровозы
  • 1.10 Паровые турбины
  • 1.11 Текущая разработка
• 2 Компоненты и принадлежности паровых двигателей
  • 2.1 Источник тепла
  • 2.2 Котлы
  • 2.3 Блоки двигателя
  • 2.4 Холодильная мойка
  • 2.5 Водяной насос
  • 2.6 Мониторинг и управление
  • 2. 7 Губернатор
• 3 Конфигурация двигателя
  • 3.1 Простой двигатель
  • 3.2 Составные двигатели
  • 3.3 Двигатели многократного расширения
• 4 Типы двигательных единиц
  • 4.1 Возвратно-поступательный поршень
  • 4.2 Прямоточный (или прямоточный) двигатель
  • 4.3 Турбинные двигатели
  • 4.4 Паровые машины с качающимся цилиндром
  • 4.5 Роторные паровые машины
  • 4.6 Ракета типа
• 5 Безопасность
• 6 Паровой цикл
• 7 Эффективность
• 8 См. также
• 10 Библиография
• 11 Дополнительная литература

История

Ранние конструкции и модификации

Основные статьи: История парового двигателя и Хронология развития паровой энергии

Хотя устройства с паровым приводом были разработаны до появления первого практического поршневого парового двигателя, они не были напрямую связаны с атмосферным двигателем Ньюкомена. двигатель. Двигатель Ньюкомена обязан своим развитием открытию атмосферного давления и распространению технической информации, путь которой можно проследить. О развитии коммерческого парового двигателя см.: История парового двигателя # Развитие коммерческого парового двигателя.

• В римском Египте эолипил (также известный как Геройская машина ), описанный Героем Александрийским в I веке нашей эры, считается первой зарегистрированной паровой машиной. Крутящий момент создавался паровыми струями, выходящими из турбины.
• В Османском Египте изобретатель Таки ад-Дин Мухаммад ибн Маруф в 1551 году описал устройство паровой турбины для вращения косы. ^[8]
• В Испанской империи изобретатель Херонимо де Аянц-и-Бомон получил патент на примитивный паровой водяной насос в 1606 году.0012
• Томас Савери в 1698 году запатентовал первую практическую паровую машину атмосферного давления мощностью 1 лошадиная сила (750 Вт). У него не было поршня или движущихся частей, только краны. Это была пожарная машина , своего рода термический сифон, в котором пар напускался в пустую емкость и затем конденсировался. Созданный таким образом вакуум использовался для откачки воды из отстойника на дне шахты. «Пожарная машина» должна была быть установлена ​​в пределах 25 футов (8 м) от уровня воды, хотя затем она могла поднять воду еще на 80 футов (24 м) с помощью положительного давления.
• Томас Ньюкомен в 1712 году разработал первый коммерчески успешный поршневой паровой двигатель мощностью 5 лошадиных сил (3700 Вт). Его принцип заключался в конденсации пара в цилиндре, в результате чего атмосферное давление приводило в движение поршень и производило механическую работу.
• Джеймс Уатт в 1781 году запатентовал паровой двигатель, производивший непрерывное вращательное движение мощностью около 10 лошадиных сил (7500 Вт). Это был первый тип парового двигателя, в котором пар под давлением чуть выше атмосферного приводил в движение поршень с помощью частичного вакуума. Это было усовершенствование двигателя Ньюкомена.
• После того, как Ричард Тревитик изобрел легкий паровой двигатель высокого давления в 1797-1799 годах, паровые двигатели стали достаточно маленькими, чтобы их можно было использовать в небольших предприятиях и для использования в паровозах.

См. также: Энергия пара во время промышленной революции

С начала 18 века энергия пара применялась в различных практических целях. Сначала он приводил в действие поршневые насосы, но с 1780-х годов стали появляться ротационные двигатели (те, которые преобразовывают возвратно-поступательное движение во вращательное), приводя в движение заводское оборудование, такое как механические ткацкие станки. Регулирование скорости в ответ на изменение нагрузки делало непрактичным прямое применение парового двигателя к прядильному оборудованию до изобретения двигателя Корлисса в 1848 году. До этого паровые двигатели использовались для перекачки воды для вращения водяного колеса, которое приводило в действие прядильное оборудование. ^{[9] [10]} На рубеже 19-го века начал появляться паровой транспорт как на море, так и на суше, который с течением века становился все более доминирующим.

Можно сказать, что паровые двигатели были движущей силой промышленной революции и нашли широкое коммерческое применение в качестве приводных механизмов на заводах, фабриках и шахтах; питание насосных станций; и движущие транспортные средства, такие как железнодорожные локомотивы, корабли, пароходы и автотранспортные средства. Их использование в сельском хозяйстве привело к увеличению земель, пригодных для возделывания. В то или иное время были паровые сельскохозяйственные тракторы, мотоциклы (без особого успеха) и даже автомобили, такие как Stanley Steamer. ^[11]

Из-за веса котлов и конденсаторов удельная мощность паровой установки обычно ниже, чем у двигателей внутреннего сгорания. ^[12] Для мобильных применений пар был в значительной степени заменен двигателями внутреннего сгорания или электродвигателями. Однако большая часть электроэнергии вырабатывается с помощью паротурбинных установок, так что косвенно мировая промышленность по-прежнему зависит от энергии пара. Недавние опасения по поводу источников топлива и загрязнения вызвали новый интерес к пару как к компоненту процессов когенерации, так и к первичному двигателю. Это становится известным как движение Advanced Steam. ^{[ необходима ссылка ]}

Ранние эксперименты

История паровой машины восходит к первому веку; первым зарегистрированным рудиментарным паровым «двигателем» был эолипил, описанный Героем Александрийским, математиком и инженером из римского Египта. ^[13] В последующие века немногие известные паровые «двигатели», такие как эолипил, были, по существу, экспериментальными устройствами, использовавшимися изобретателями для демонстрации свойств пара. Элементарное устройство паровой турбины было описано Таки ад-Дином 9.1300 [8] в Османском Египте в 1551 году и Джованни Бранка ^[15] в Италии в 1629 году. затопленные шахты. ^[17] Дени Папен, гугенотский беженец, в 1679 г. выполнил полезную работу над паровым варочным котлом, а в 1690 г. впервые применил поршень для подъема грузов. ^[18]

Насосные двигатели приводным устройством был водяной насос, разработанный в 169 г.8 Томаса Савери.

^[19] Он использовал конденсирующийся пар для создания вакуума, который использовался для подъема воды снизу, затем он использовал давление пара, чтобы поднять ее выше. Маленькие двигатели были эффективны, хотя более крупные модели были проблематичными. Оказалось, что они имеют ограниченную высоту подъема и склонны к взрывам котлов. Он получил некоторое применение в шахтах, насосных станциях и для подачи водяных колес, используемых для привода текстильных машин. ^[20] Привлекательной чертой двигателя Savery была его низкая стоимость. Бенту де Моура Португалия представила гениальное усовершенствование конструкции Савери, «чтобы сделать его способным работать самостоятельно», как описано Джоном Смитоном в «Философских трудах», опубликованных в 1751 году. 1300 [21] Его продолжали производить до конца 18 века. ^[22] Известно, что в 1820 году работал еще один двигатель. ^[23]

Поршневые паровые машины

Первым коммерчески успешным настоящим двигателем, поскольку он мог генерировать энергию и передавать ее машине, был атмосферный двигатель, изобретенный Томасом Ньюкоменом около 1712 года. ^{[24] [25]} Это было усовершенствование парового насоса Савери с использованием поршня, предложенного Папеном. Двигатель Ньюкомена был относительно неэффективен и в большинстве случаев использовался для перекачки воды. Он работал путем создания частичного вакуума путем конденсации пара под поршнем внутри цилиндра. Он использовался для осушения горных выработок на немыслимых до сих пор глубинах, а также для обеспечения многоразового водоснабжения для привода водяных колес на заводах, расположенных вдали от подходящей «головы». Вода, прошедшая через колесо, откачивалась обратно в резервуар для хранения над колесом. ^[26]

В 1720 году Якоб Леупольд описал двухцилиндровую паровую машину высокого давления. ^[27] Изобретение было опубликовано в его основной работе «Theatri Machinarum Hydraulicarum». ^[28] В двигателе использовались два тяжелых поршня, приводившие в движение водяной насос. Каждый поршень поднимался давлением пара и возвращался в исходное положение под действием силы тяжести. Два поршня имеют общий четырехходовой поворотный клапан, соединенный непосредственно с паровым котлом.

Следующий важный шаг был сделан, когда Джеймс Уатт разработал (1763–1775) улучшенную версию двигателя Ньюкомена с отдельным конденсатором. Ранние двигатели Боултона и Ватта использовали вдвое меньше угля, чем улучшенная версия двигателя Ньюкомена, разработанная Джоном Смитоном. ^[29] Первые двигатели Ньюкомена и Ватта были «атмосферными». Они приводились в действие давлением воздуха, толкающим поршень в частичный вакуум, создаваемый конденсирующимся паром, а не давлением расширяющегося пара. Цилиндры двигателя должны были быть большими, потому что единственная полезная сила, действующая на них, была связана с атмосферным давлением. ^{[26] [30]}

Ватт продолжил разработку своего двигателя, модифицировав его, чтобы обеспечить вращательное движение, подходящее для привода заводского оборудования. Это позволило разместить фабрики вдали от рек и еще больше ускорило темпы промышленной революции. ^{[30] [31] [32]}

Двигатели высокого давления

Значение высокого давления вместе с фактическим значением выше окружающего зависит от эпохи, в которой использовался этот термин. Для раннего использования термина Van Reimsdijk ^[33] относится к пару, находящемуся под достаточно высоким давлением, чтобы его можно было выпустить в атмосферу, не полагаясь на вакуум, чтобы он мог выполнять полезную работу. Ewing ^[34] утверждает, что конденсационные двигатели Watt были известны в то время как двигатели низкого давления по сравнению с неконденсирующими двигателями высокого давления того же периода.

Патент компании Watt не позволил другим производителям производить двигатели высокого давления и компаунды. Вскоре после истечения срока действия патента Уатта в 1800 году Ричард Тревитик и отдельно Оливер Эванс в 1801 году представили двигатели, использующие пар высокого давления; Тревитик получил свой патент на двигатель высокого давления в 1802 году, ^[36] , и до этого Эванс сделал несколько рабочих моделей. ^[37] Они были намного мощнее для данного размера цилиндра, чем предыдущие двигатели, и их можно было сделать достаточно маленькими для транспортных применений. После этого технологические разработки и усовершенствования производственных технологий (частично вызванные использованием парового двигателя в качестве источника энергии) привели к разработке более эффективных двигателей, которые могли быть меньше, быстрее или мощнее, в зависимости от предполагаемого применения. ^[26]

Корнуоллский двигатель был разработан Тревитиком и другими в 1810-х годах. ^[38] Это был двигатель смешанного цикла, в котором активно использовался пар высокого давления, а затем конденсировался пар низкого давления, что делало его относительно эффективным. Корнуоллский двигатель имел неравномерное движение и крутящий момент в цикле, ограничивая его в основном насосом. Корнуоллские двигатели использовались в шахтах и ​​для водоснабжения до конца 19 века. ^[39]

Двигатель горизонтальный стационарный

Основная статья: Стационарная паровая машина

Первые строители стационарных паровых машин считали, что горизонтальные цилиндры будут подвергаться чрезмерному износу. Поэтому их двигатели были расположены с вертикальной осью поршня. Со временем горизонтальное расположение стало более популярным, что позволило разместить компактные, но мощные двигатели в небольших помещениях.

Вершиной горизонтального двигателя была паровая машина Corliss, запатентованная в 1849 году, которая представляла собой четырехклапанный противоточный двигатель с отдельными клапанами впуска и выпуска пара и автоматическим переменным отсечением пара. Когда Корлисс был награжден медалью Рамфорда, комитет заявил, что «ни одно изобретение со времен Уатта не повышало эффективность паровой машины настолько». ^[40] Помимо использования на 30 % меньше пара, он обеспечивает более равномерную скорость благодаря переменной отсечке пара, что делает его хорошо подходящим для производства, особенно для прядения хлопка. ^{[26] [32]}

Дорожные транспортные средства

Основная статья: История паровых дорожных транспортных средств

Первые экспериментальные дорожные паровые транспортные средства были построены в конце 18 века, но только после Ричарда Тревитика. разработали использование пара высокого давления около 1800 г., что мобильные паровые двигатели стали практическим предложением. Первая половина 19В 20-м веке в конструкции паровых транспортных средств произошел значительный прогресс, и к 1850-м годам стало возможным производить их на коммерческой основе. Этот прогресс был остановлен законодательством, которое ограничивало или запрещало использование паровых транспортных средств на дорогах. Совершенствование автомобильных технологий продолжалось с 1860-х по 1920-е годы. Паровые дорожные транспортные средства использовались для многих целей. В 20-м веке быстрое развитие технологии двигателей внутреннего сгорания привело к упадку паровых двигателей как источника движения транспортных средств на коммерческой основе, и относительно немногие из них использовались после Второй мировой войны. Многие из этих автомобилей были приобретены энтузиастами для консервации, и многие экземпляры существуют до сих пор. В 19В 60-х годах проблемы загрязнения воздуха в Калифорнии вызвали непродолжительный период интереса к разработке и изучению транспортных средств с паровым двигателем как возможного средства уменьшения загрязнения. Помимо интереса энтузиастов пара, случайных копий транспортных средств и экспериментальных технологий, в настоящее время паровые автомобили не производятся.

Судовые двигатели

Основная статья: Морской паровой двигатель

Ближе к концу 19 века составные двигатели получили широкое распространение. Составные двигатели выбрасывали пар в последовательно увеличивающиеся цилиндры, чтобы выдерживать большие объемы при пониженном давлении, что повышало эффективность. Эти ступени назывались расширениями, при этом двигатели двойного и тройного расширения были обычным явлением, особенно в судоходстве, где эффективность была важна для уменьшения веса перевозимого угля. ^[26] Паровые двигатели оставались доминирующим источником энергии до начала 20-го века, когда достижения в конструкции электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания постепенно привели к замене поршневых паровых двигателей с судоходством в 20-м веке. века с опорой на паровую турбину. ^[7]

Паровозы

Основные статьи: Паровоз и тяговый двигатель

По мере развития паровых двигателей в 18 веке предпринимались различные попытки применить их для автомобильного и железнодорожного транспорта. ^[41] В 1784 году Уильям Мердок, шотландский изобретатель, построил прототип дорожного парового локомотива. ^[42] Ранняя рабочая модель паровоза была спроектирована и построена пионером пароходства Джоном Фитчем в Соединенных Штатах, вероятно, в 1780-х или 1790-х годах. ^[43]
В его паровозе использовались внутренние лопастные колеса, направляемые по рельсам или гусеницам.

Первый полномасштабный рабочий железнодорожный паровоз был построен Ричардом Тревитиком в Соединенном Королевстве, а 21 февраля 1804 года состоялось первое в мире железнодорожное путешествие, когда безымянный паровоз Тревитика тянул поезд по трамвайному пути от Пен-и. металлургический завод Даррен, недалеко от Мертир-Тидвила до Аберсинона в Южном Уэльсе. ^{[41] [44] [45]} В конструкции реализован ряд важных нововведений, включая использование пара высокого давления, что позволило снизить вес двигателя и повысить его эффективность. Позже в 1804 году Тревитик посетил район Ньюкасла, и угольные железные дороги на северо-востоке Англии стали ведущим центром экспериментов и разработки паровозов. ^[46]

Тревитик продолжил свои собственные эксперименты с использованием трех локомотивов, завершив их созданием «Поймай меня, кто сможет» в 1808 году. Всего четыре года спустя успешный двухцилиндровый локомотив Salamanca Мэтью Мюррея использовался реечной железной дорогой Миддлтон с краевыми перилами. ^[47] В 1825 году Джордж Стивенсон построил Locomotion для железной дороги Стоктон и Дарлингтон. Это была первая общественная паровая железная дорога в мире, а затем, в 1829 году, он построил The Rocket , которая участвовала в испытаниях Рейнхилла и выиграла их. ^[48] Ливерпульско-Манчестерская железная дорога открылась в 1830 году и использовала исключительно паровую энергию как для пассажирских, так и для грузовых поездов.

Паровозы продолжали производиться до конца двадцатого века в таких странах, как Китай и бывшая Восточная Германия (где производился DR Class 52.80). ^[49]

Паровые турбины

Основная статья: Паровая турбина

Последней крупной эволюцией конструкции парового двигателя стало использование паровых турбин, начиная с конца 19 века. Паровые турбины, как правило, более эффективны, чем паровые двигатели поршневого типа с возвратно-поступательным движением (для мощности выше нескольких сотен лошадиных сил), имеют меньше движущихся частей и обеспечивают мощность вращения напрямую, а не через систему шатунов или аналогичные средства. ^[50] Паровые турбины практически заменили поршневые двигатели на электростанциях в начале 20-го века, где их эффективность, более высокая скорость, соответствующая работе генератора, и плавность вращения были преимуществами. Сегодня большая часть электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами. В США таким способом производится 90% электроэнергии с использованием различных источников тепла. ^[7] Паровые турбины широко применялись для приведения в движение больших кораблей на протяжении большей части 20-го века.

Текущая разработка

Основная статья: Усовершенствованная паровая технология

Хотя поршневой паровой двигатель больше не используется в коммерческих целях, различные компании изучают или используют потенциал двигателя в качестве альтернативы двигателям внутреннего сгорания. Компания Energiprojekt AB в Швеции добилась прогресса в использовании современных материалов для использования силы пара. КПД паровой машины Энергипроекта достигает 27-30% на двигателях высокого давления. Это одноступенчатый 5-цилиндровый двигатель (без компаунда) с перегретым паром и потребляет ок. 4 кг (8,8 фунта) пара на кВтч. ^{[51] [ не цитируется ]}

Компоненты и принадлежности паровых двигателей

Паровая установка состоит из двух основных компонентов: котла или парогенератора и «двигателя», называемого себя как «паровой двигатель». Стационарные паровые машины в стационарных зданиях могут иметь котел и двигатель в отдельных зданиях на некотором расстоянии друг от друга. Для портативного или мобильного использования, например, в паровозах, они устанавливаются вместе. ^{[52] [53]}

Широко используемый поршневой двигатель обычно состоял из чугунного цилиндра, поршня, шатуна и балки или кривошипа и маховика, а также различных соединений. Пар попеременно подавался и выпускался одним или несколькими клапанами. Регулировка скорости была либо автоматической, с помощью регулятора, либо с помощью ручного клапана. Отливка цилиндра содержала отверстия для подачи пара и выпускные отверстия.

Двигатели, оснащенные конденсатором, относятся к типу, отличному от двигателей с выхлопом в атмосферу.

Часто присутствуют другие компоненты; насосы (такие как инжектор) для подачи воды в котел во время работы, конденсаторы для рециркуляции воды и рекуперации скрытой теплоты парообразования, пароперегреватели для повышения температуры пара выше его точки насыщения и различные механизмы для увеличения тяга для топок. При использовании угля может быть включен цепной или шнековый механизм загрузки и его приводной двигатель или двигатель для перемещения топлива из бункера подачи (бункера) в топку. ^[54] См.: Кочегар механический

Источник тепла

Теплота, необходимая для кипячения воды и повышения температуры пара, может быть получена из различных источников, чаще всего от сжигания горючих материалов с соответствующим подводом воздуха в замкнутом пространстве (называемом по-разному камерой сгорания, топкой , печь). В некоторых случаях источником тепла является ядерный реактор, геотермальная энергия, солнечная энергия или отработанное тепло двигателя внутреннего сгорания или промышленного процесса. В случае модельных или игрушечных паровых двигателей источником тепла может быть электрический нагревательный элемент.

Бойлеры

Основная статья: Бойлер (парогенератор)

Бойлеры представляют собой сосуды под давлением, в которых содержится вода для кипячения, и функции, которые максимально эффективно передают тепло воде.

Два наиболее распространенных типа:

1. водотрубный котел – вода проходит по трубам, окруженным горячим газом
2. жаротрубный котел — горячий газ проходит по трубам, погруженным в воду, эта же вода также циркулирует в водяной рубашке, окружающей топку, а в высокопроизводительных тепловозных котлах также проходит по трубам в самой топке (тепловые сифоны и предохранительные циркуляторы)

Жаротрубные котлы были основным типом, использовавшимся на раннем этапе для пара высокого давления (типичная практика паровозов), но в конце 19 века они были в значительной степени вытеснены более экономичными водотрубными котлами для морских двигателей и крупных стационарных установок. .

Многие котлы повышают температуру пара после того, как он покинул ту часть котла, где он контактирует с водой. Известный как перегрев, он превращает «влажный пар» в «перегретый пар». Это предотвращает конденсацию пара в цилиндрах двигателя и обеспечивает значительно более высокий КПД. ^[55]

Моторные агрегаты

Дополнительная информация: § Типы моторных агрегатов

В паровом двигателе поршень или паровая турбина или любое другое подобное устройство для выполнения механической работы потребляет пар высокого давления и температуры. и выдает пар при более низком давлении и температуре, используя как можно большую разницу в энергии пара для выполнения механической работы.

Эти «двигатели» часто называют «паровыми двигателями». Двигатели, использующие сжатый воздух или другие газы, отличаются от паровых двигателей только деталями, которые зависят от природы газа, хотя сжатый воздух использовался в паровых двигателях без изменений. ^[56]

Холодный сток

Как и во всех тепловых двигателях, большая часть первичной энергии должна выделяться в виде отработанного тепла при относительно низкой температуре. ^[57]

Простейший холодный сток – это выпуск пара в окружающую среду. Это часто используется на паровозах, так как высвобождающийся пар выбрасывается в дымоход, чтобы увеличить тягу к огню, что значительно увеличивает мощность двигателя, но снижает эффективность.

Иногда отработанное тепло полезно само по себе, и в этих случаях можно получить очень высокий общий КПД. Например, системы комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) используют отработанный пар для централизованного теплоснабжения, комбинированный КПД которых превышает 80%. ^[57]

Там, где ТЭЦ не используется, паровые турбины на стационарных электростанциях используют поверхностные конденсаторы в качестве поглотителя холода. Конденсаторы охлаждаются потоком воды из океанов, рек, озер и часто градирнями, которые испаряют воду для отвода энергии охлаждения. Образовавшаяся конденсированная горячая вода затем нагнетается обратно до давления и направляется обратно в котел. Градирня сухого типа похожа на автомобильный радиатор и используется в местах, где вода стоит дорого. Отработанное тепло также может быть выброшено с помощью испарительных (мокрых) градирен, использующих проход отбрасываемого во внешний водяной цикл, который испаряет часть потока в воздух. ^{[ требуется разъяснение ]} Градирни часто имеют видимые шлейфы из-за конденсации испаряемой воды в капли, переносимые теплым воздухом. Испарительным градирням требуется меньший расход воды, чем «прямому» охлаждению речной или озерной водой; Угольная электростанция мощностью 700 МВт может использовать около 3600 кубометров подпиточной воды каждый час для испарительного охлаждения, но при охлаждении речной водой потребуется примерно в двадцать раз больше. ^{[58] [59]} Испаряющаяся вода не может быть использована для последующих целей (кроме дождя где-то), тогда как речная вода может использоваться повторно. Во всех случаях вода паровой установки, которая должна быть чистой, хранится отдельно от охлаждающей воды или воздуха, и после того, как пар низкого давления конденсируется в воду, он возвращается в котел.

Водяной насос

Цикл Ренкина и большинство практичных паровых двигателей имеют водяной насос для рециркуляции или пополнения котловой воды, чтобы они могли работать непрерывно. В коммунальных и промышленных котлах обычно используются многоступенчатые центробежные насосы; однако используются и другие типы. Другим средством подачи питательной воды котла низкого давления является инжектор, в котором используется паровая струя, обычно подаваемая из котла. Форсунки стали популярными в 1850-х годах, но больше не используются широко, за исключением таких приложений, как паровозы. ^[60] Повышение давления воды, циркулирующей через паровой котел, позволяет нагревать воду до температуры, значительно превышающей 100 °C точки кипения воды при одном атмосферном давлении, и тем самым повышать эффективность паровой цикл.

Мониторинг и управление

Из соображений безопасности почти все паровые машины оснащены механизмами для контроля котла, такими как манометр и смотровое стекло для контроля уровня воды.

Многие двигатели, стационарные и мобильные, также оснащены регулятором для регулирования скорости двигателя без вмешательства человека.

Наиболее полезным инструментом для анализа работы паровых машин является индикатор паровой машины. Ранние версии использовались к 1851 году, ^[61] , но наиболее успешный индикатор был разработан для изобретателя и производителя высокоскоростных двигателей Чарльза Портера Чарльзом Ричардом и выставлен на Лондонской выставке в 1862 году.1300 [32] Индикатор парового двигателя отслеживает на бумаге давление в цилиндре на протяжении всего цикла, что может быть использовано для выявления различных проблем и расчета развиваемой мощности. ^[62] Он обычно использовался инженерами, механиками и страховыми инспекторами. Индикатор двигателя также можно использовать на двигателях внутреннего сгорания. См. изображение индикаторной диаграммы ниже (в разделе Типы моторных единиц ).

Регулятор

Основная статья: Регулятор (устройство)

Центробежный регулятор был принят Джеймсом Ваттом для использования на паровом двигателе в 1788 году после того, как партнер Ватта Бултон увидел один на оборудовании мельницы, которую строила Boulton & Watt. ^[63] Регулятор не мог фактически удерживать заданную скорость, поскольку он предполагал новую постоянную скорость в ответ на изменения нагрузки. Регулятор мог справляться с небольшими отклонениями, например, вызванными колебаниями тепловой нагрузки на котел. Кроме того, при изменении скорости наблюдалась тенденция к колебаниям. Как следствие, двигатели, оснащенные только этим регулятором, не подходили для операций, требующих постоянной скорости, таких как прядение хлопка. ^[64] Со временем регулятор был улучшен, и в сочетании с регулируемой отсечкой пара хорошее регулирование скорости в ответ на изменения нагрузки было достигнуто ближе к концу 19 века.

Конфигурация двигателя

Простой двигатель

В простом двигателе или «двигателе с одним расширением» заряд пара проходит через весь процесс расширения в отдельном цилиндре, хотя простой двигатель может иметь один или несколько отдельных цилиндров. ^[65] Затем выбрасывается непосредственно в атмосферу или в конденсатор. Когда пар расширяется при прохождении через двигатель высокого давления, его температура падает, потому что в систему не добавляется тепло; это известно как адиабатическое расширение и приводит к тому, что пар входит в цилиндр с высокой температурой и выходит с более низкой температурой. Это вызывает цикл нагрева и охлаждения цилиндра при каждом такте, что является источником неэффективности. ^[66]

Основная потеря эффективности поршневых паровых двигателей связана с конденсацией и повторным испарением в цилиндре. Паровой цилиндр и прилегающие к нему металлические детали/отверстия работают при температуре примерно на полпути между температурой насыщения на входе пара и температурой насыщения, соответствующей давлению выхлопных газов. Когда пар под высоким давлением поступает в рабочий цилиндр, большая часть высокотемпературного пара конденсируется в виде капель воды на металлических поверхностях, что значительно снижает количество пара, доступного для выполнения работ. Когда расширяющийся пар достигает низкого давления (особенно во время такта выпуска), ранее осажденные капли воды, которые только что образовались внутри цилиндра / отверстий, теперь испаряются (повторное испарение), и этот пар больше не работает в цилиндре.

Существуют практические ограничения на степень расширения цилиндра парового двигателя, так как увеличение площади поверхности цилиндра имеет тенденцию усугублять проблемы конденсации и повторного испарения в цилиндре. Это сводит на нет теоретические преимущества, связанные с высокой степенью расширения в отдельном цилиндре.

Составные двигатели

Основная статья: Составные двигатели

Метод уменьшения потерь энергии в очень длинном цилиндре был изобретен в 1804 году британским инженером Артуром Вульфом, который запатентовал свой

.0829 Составной двигатель высокого давления Woolf в 1805. В составном двигателе пар высокого давления из котла расширяется в цилиндре высокого давления (ВД) и затем поступает в один или несколько последующих цилиндров низкого давления (НД ) цилиндры . Полное расширение пара теперь происходит в нескольких цилиндрах, при этом общее падение температуры в каждом цилиндре значительно снижается. За счет ступенчатого расширения пара с меньшим диапазоном температур (внутри каждого цилиндра) снижается проблема эффективности конденсации и повторного испарения (описанная выше). Это уменьшает величину нагрева и охлаждения цилиндров, повышая КПД двигателя. Ступенчатое расширение в нескольких цилиндрах позволяет уменьшить колебания крутящего момента. ^[26] Для получения равной работы от цилиндра более низкого давления требуется больший объем цилиндра, так как этот пар занимает больший объем. Поэтому диаметр цилиндра и, в редких случаях, ход поршня увеличиваются в цилиндрах низкого давления, что приводит к увеличению размеров цилиндров. ^[26]

Двигатели двойного расширения (обычно известные как соединение ) расширяли пар в два этапа. Пары могут быть продублированы или работа большого цилиндра низкого давления может быть разделена так, чтобы один цилиндр высокого давления выпускал воздух в один или другой, что дает трехцилиндровую компоновку, в которой диаметры цилиндра и поршня примерно одинаковы, что делает возвратно-поступательное движение массы легче уравновешиваются. ^[26]

Двухцилиндровые соединения могут быть выполнены в виде:

• Поперечное соединение : Цилиндры расположены рядом.
• Тандемные соединения : Цилиндры расположены встык, приводя в движение общий шатун
• Угловые соединения : Цилиндры расположены в виде буквы V (обычно под углом 90°) и приводят в движение общий кривошип.

У двухцилиндровых составов, используемых на железнодорожных работах, поршни соединяются с кривошипами, как у двухцилиндрового простого на 90° не совпадают по фазе друг с другом ( , разделенное на четыре части ). Когда группа двойного расширения дублируется, образуя компаунд с четырьмя цилиндрами, отдельные поршни в группе обычно уравновешиваются на 180 °, а группы устанавливаются под углом 90 ° друг к другу. В одном случае (первый тип компаунда Vauclain) поршни работали в одной фазе, приводя в движение общую крейцкопф и кривошип, снова установленные на 90 °, как в двухцилиндровом двигателе. При компаунде с тремя цилиндрами кривошипы LP устанавливались либо на 90° с HP один на 135° к другим двум, или в некоторых случаях все три кривошипа были установлены на 120°. ^{[ нужна ссылка ]}

Принятие компаундирования было обычным для промышленных установок, для дорожных двигателей и почти универсальным для судовых двигателей после 1880 года; он не был повсеместно популярен в железнодорожных локомотивах, где его часто воспринимали как сложный. Частично это связано с суровыми условиями эксплуатации железных дорог и ограниченным пространством, предоставляемым габаритной шириной (особенно в Великобритании, где компаундирование никогда не было обычным явлением и не использовалось после 19 лет).30). Однако, хотя и не в большинстве, он был популярен во многих других странах. ^[67]

Двигатели с несколькими расширениями

Основная статья: Составной двигатель

Это логическое расширение составного двигателя (описанного выше) для разделения расширения на еще большее количество этапов для повышения эффективности. Результатом является двигатель многократного расширения . В таких двигателях используются три или четыре ступени расширения, и они известны как двигатели с тройным расширением, и с четырехкратным расширением 9.08:30 соответственно. В этих двигателях используется ряд цилиндров постепенно увеличивающегося диаметра. Эти цилиндры предназначены для разделения работы на равные доли для каждой ступени расширения. Как и в случае с двигателем двойного расширения, если пространство ограничено, то для ступени низкого давления можно использовать два цилиндра меньшего размера. В двигателях многократного расширения цилиндры обычно располагались в ряд, но использовались и другие схемы. В конце 19 века балансировочная «система» Ярроу-Шлика-Твиди использовалась на некоторых морских двигателях тройного расширения. Двигатели YST разделили ступени расширения низкого давления между двумя цилиндрами, по одному на каждом конце двигателя. Это позволило лучше сбалансировать коленчатый вал, в результате чего двигатель стал более плавным, быстро реагирующим и работал с меньшей вибрацией. Это сделало четырехцилиндровый двигатель тройного расширения популярным на больших пассажирских лайнерах (таких как Olympic класса ), но в конечном итоге он был заменен газотурбинным двигателем практически без вибраций. ^{[ citation required ]} Однако отмечается, что поршневые паровые двигатели тройного расширения использовались для приведения в движение кораблей Liberty времен Второй мировой войны, что на сегодняшний день является самым большим количеством идентичных кораблей, когда-либо построенных. В Соединенных Штатах было построено более 2700 кораблей по оригинальному британскому проекту.

На изображении справа показана анимация двигателя тройного расширения. Пар проходит через двигатель слева направо. Клапанная коробка для каждого из цилиндров находится слева от соответствующего цилиндра.

Наземные паровые двигатели могли выбрасывать пар в атмосферу, поскольку питательная вода обычно была легко доступна. До и во время Первой мировой войны расширительный двигатель доминировал в морских приложениях, где не требовалась высокая скорость судна. Однако его заменила паровая турбина британского изобретения, где требовалась скорость, например, на военных кораблях, таких как линкоры-дредноуты, и океанских лайнерах. HMS Dreadnought 1905 года был первым крупным военным кораблем, на котором проверенная технология поршневого двигателя была заменена новой паровой турбиной того времени. ^{[ ] [68]}

Типы моторных агрегатов

Поршневой

Основная статья: Поршневой двигатель

), вход и выход из одного конца цилиндра. Полный цикл двигателя занимает один оборот кривошипа и два хода поршня; цикл также содержит четыре события – впуск, расширение, выпуск, сжатие. Эти события контролируются клапанами, часто работающими внутри паровая камера рядом с цилиндром; клапаны распределяют пар, открывая и закрывая отверстия для пара , сообщающиеся с концом (концами) цилиндра, и приводятся в действие клапанным механизмом, которых существует много типов.

Простейшие клапанные механизмы дают события фиксированной продолжительности во время цикла двигателя и часто заставляют двигатель вращаться только в одном направлении. Однако у многих есть реверсивный механизм, который дополнительно может обеспечить средства для экономии пара по мере того, как скорость и импульс набираются за счет постепенного «укорочения отсечки» или, скорее, сокращения события впуска; это, в свою очередь, пропорционально удлиняет период расширения. Однако, поскольку один и тот же клапан обычно регулирует оба потока пара, короткое отключение при впуске неблагоприятно влияет на периоды выпуска и сжатия, которые в идеале всегда должны поддерживаться достаточно постоянными; если выхлоп слишком короткий, весь выхлопной пар не может эвакуировать цилиндр, забивая его и вызывая чрезмерное сжатие (9).0829 «отдача» ).

В 1840-х и 50-х годах были попытки решить эту проблему с помощью различных запатентованных клапанных механизмов с отдельным расширительным клапаном с регулируемой отсечкой, установленным на задней части основного золотникового клапана; последние обычно имели фиксированное или ограниченное отсечение. Комбинированная установка давала хорошее приближение к идеальным событиям за счет повышенного трения и износа, а механизм имел тенденцию к усложнению. Обычным компромиссным решением было предоставление lap путем удлинения трущихся поверхностей клапана таким образом, чтобы он перекрывал отверстие на стороне впуска, в результате чего сторона выпуска остается открытой в течение более длительного периода времени после отключения на стороне впуска. С тех пор этот прием считается удовлетворительным для большинства целей и позволяет использовать более простые движения Стивенсона, Джоя и Вальшерта. Corliss, а позже и шестерни с тарельчатыми клапанами, имели отдельные впускные и выпускные клапаны, приводимые в действие механизмами отключения или кулачками, профилированными так, чтобы обеспечить идеальные события; большинство этих передач никогда не пользовались успехом за пределами стационарного рынка из-за различных других проблем, включая утечку и более тонкие механизмы. ^{[67] [69]}

Компрессия

Перед завершением фазы выпуска выпускная сторона клапана закрывается, перекрывая часть выхлопного пара внутри цилиндра. Это определяет фазу сжатия, когда образуется паровая подушка, против которой работает поршень, в то время как его скорость быстро уменьшается; кроме того, это устраняет скачки давления и температуры, которые в противном случае были бы вызваны внезапным поступлением пара высокого давления в начале следующего цикла. ^{[ цитирование необходимо ]}

Свинец

Вышеупомянутые эффекты дополнительно усиливаются за счет использования свинца фаза впуска, давая клапану опережение таким образом, чтобы впуск происходил незадолго до окончания такта выпуска, чтобы заполнить зазор , включающий порты и днища цилиндров (не часть рабочего объема поршня) перед пар начинает оказывать усилие на поршень. ^[70]

Прямоточный (или прямоточный) двигатель

Основная статья: Прямоточный паровой двигатель

Прямоточные двигатели пытаются устранить трудности, возникающие из-за обычного противоточного цикла, когда во время каждого хода порт и стенки цилиндра будут охлаждается проходящим выхлопным паром, в то время как более горячий входящий пар тратит часть своей энергии на восстановление рабочей температуры. Целью прямотока является устранение этого дефекта и повышение эффективности за счет создания дополнительного порта, не закрытого поршнем в конце каждого хода, благодаря чему пар течет только в одном направлении. Таким образом, прямоточный двигатель с простым расширением обеспечивает эффективность, эквивалентную эффективности классических составных систем, с дополнительным преимуществом превосходной производительности при частичной нагрузке и эффективностью, сравнимой с эффективностью турбин для двигателей меньшего размера мощностью менее тысячи лошадиных сил. Однако градиент теплового расширения, создаваемый прямоточными двигателями вдоль стенки цилиндра, создает практические трудности. ^{[ необходима ссылка ]} . Квазитурбина представляет собой прямоточную роторную паровую машину, в которой пар всасывается в горячих зонах, а выбрасывается в холодных.

Турбинные двигатели

Основная статья: Паровая турбина

Паровая турбина состоит из одного или нескольких роторов (вращающихся дисков), установленных на приводном валу, чередующихся с рядом статоров (статических дисков), закрепленных на турбине кожух. Роторы имеют пропеллерное расположение лопастей на внешней кромке. Пар воздействует на эти лопасти, создавая вращательное движение. Статор состоит из аналогичного, но фиксированного ряда лопастей, которые служат для перенаправления потока пара на следующую ступень ротора. Паровая турбина часто выбрасывает воздух в поверхностный конденсатор, который создает вакуум. Ступени паровой турбины обычно устроены так, чтобы извлекать максимальную потенциальную работу из определенной скорости и давления пара, что приводит к ряду ступеней высокого и низкого давления переменного размера. Турбины эффективны только в том случае, если они вращаются с относительно высокой скоростью, поэтому они обычно подключаются к редуктору для привода устройств с более низкой скоростью, таких как корабельный гребной винт. На подавляющем большинстве крупных электростанций турбины напрямую связаны с генераторами без редуктора. Типичные скорости составляют 3600 оборотов в минуту (об/мин) в США при мощности 60 Гц и 3000 об/мин в Европе и других странах с системами электроснабжения 50 Гц. В ядерной энергетике турбины обычно работают на половине этих скоростей, 1800 об/мин и 1500 об/мин. Ротор турбины также способен обеспечивать мощность только при вращении в одном направлении. Поэтому реверсивная ступень или редуктор обычно требуются там, где мощность требуется в противоположном направлении.

Паровые турбины создают прямую вращательную силу и поэтому не требуют рычажного механизма для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Таким образом, они создают более плавные вращательные усилия на выходном валу. Это способствует более низким требованиям к техническому обслуживанию и меньшему износу оборудования, которое они приводят в действие, по сравнению с сопоставимым поршневым двигателем. ^{[ необходима ссылка ]}

Паровые турбины в основном используются для производства электроэнергии (в 1990-х годах около 90% мирового производства электроэнергии приходилось на паровые турбины) ^[7] однако широкое распространение в последнее время крупных газотурбинных установок и типичных электростанций с комбинированным циклом привело к снижению этого процента до 80% режима для паровых турбин. При производстве электроэнергии высокая скорость вращения турбины хорошо сочетается со скоростью современных электрогенераторов, которые обычно напрямую связаны с приводными турбинами. В морской службе (впервые на Turbinia ) паровые турбины с редуктором (хотя у Turbinia турбины напрямую подключены к гребным винтам без редуктора) доминировали в силовых установках больших кораблей в конце 20-го века, будучи более эффективными (и требуя гораздо меньшего количества энергии). техническое обслуживание), чем поршневые паровые двигатели. В последние десятилетия поршневые дизельные двигатели и газовые турбины почти полностью вытеснили паровые силовые установки для морских применений.

Практически все атомные электростанции вырабатывают электроэнергию, нагревая воду для получения пара, который приводит в действие турбину, соединенную с электрическим генератором. Атомные корабли и подводные лодки либо используют паровую турбину непосредственно в качестве основного двигателя, а генераторы обеспечивают вспомогательную энергию, либо используют турбоэлектрическую трансмиссию, где пар приводит в движение турбогенераторную установку с тягой, обеспечиваемой электродвигателями. Было изготовлено ограниченное количество паротурбинных железнодорожных локомотивов. Некоторые локомотивы с прямым приводом без конденсации имели определенный успех для грузовых перевозок на дальние расстояния в Швеции и для экспресс-пассажирских перевозок в Великобритании, но не были повторены. В других местах, особенно в Соединенных Штатах, более совершенные конструкции с электрической трансмиссией были построены экспериментально, но не воспроизведены. Было обнаружено, что паровые турбины не идеально подходят для условий железной дороги, и эти локомотивы не смогли вытеснить классическую поршневую паровую установку так, как это сделали современные дизельные и электрические тяги. ^{[ цитирование требуется ]}

Паровые машины с качающимся цилиндром

Основная статья: Паровая машина с качающимся цилиндром

Паровая машина с качающимся цилиндром представляет собой вариант простой паровой машины расширения, в которой не требуются клапаны для направления пара внутрь и наружу цилиндра. Вместо клапанов весь цилиндр качается или колеблется, так что одно или несколько отверстий в цилиндре совпадают с отверстиями в неподвижной поверхности порта или в шарнирном креплении (цапфе). Эти двигатели в основном используются в игрушках и моделях из-за их простоты, но также использовались в полноразмерных рабочих двигателях, в основном на кораблях, где ценится их компактность. ^{[ необходима ссылка ]}

Роторные паровые машины

Можно использовать механизм на основе беспоршневой роторной машины, такой как двигатель Ванкеля, вместо цилиндров и клапанного механизма обычной поршневой паровой машины. Со времен Джеймса Ватта и до наших дней было спроектировано много таких двигателей, но относительно небольшое их количество было построено, и еще меньше было запущено в серийное производство; см. ссылку внизу статьи для более подробной информации. Основная проблема заключается в сложности герметизации роторов, чтобы сделать их паронепроницаемыми в условиях износа и теплового расширения; возникающая в результате утечка сделала их очень неэффективными. Отсутствие обширной работы или каких-либо средств контроля отсечки также является серьезной проблемой для многих таких конструкций.

К 1840-м годам стало ясно, что у этой концепции есть присущие ей проблемы, и в технической прессе к роторным двигателям относились с некоторой насмешкой. Однако появление на сцене электричества и очевидные преимущества привода динамо-машины непосредственно от высокоскоростного двигателя привели к некоторому возрождению интереса к ним в 1880-х и 1890-х годах, и несколько проектов имели ограниченный успех. ^{[ необходима ссылка ]} . Квазитурбина представляет собой прямоточный роторный паровой двигатель нового типа.

Из нескольких моделей, которые были произведены в больших количествах, следует отметить работы компании Hult Brothers Rotary Steam Engine Company из Стокгольма, Швеция, и сферический двигатель башни Бошан. Двигатели башни использовались Великой Восточной железной дорогой для привода осветительных динамо-машин на своих локомотивах и Адмиралтейством для привода динамо-машин на борту кораблей Королевского флота. В конечном итоге в этих нишевых приложениях они были заменены паровыми турбинами. ^{[ ссылка необходима ]}

Тип ракеты

Основная статья: Паровая ракета

Эолипил представляет собой использование пара по принципу ракетной реакции, хотя и не для прямого движения.

В более современные времена использование пара в ракетной технике было ограничено, особенно в ракетных автомобилях. Паровая ракетная техника работает, наполняя сосуд высокого давления горячей водой под высоким давлением и открывая клапан, ведущий к подходящему соплу. При падении давления часть воды немедленно вскипает, и пар выходит через сопло, создавая движущую силу. ^[71]

Безопасность

Паровые двигатели оснащены котлами и другими компонентами, которые представляют собой сосуды под давлением, содержащие большое количество потенциальной энергии. Утечки пара и взрывы котлов (обычно BLEVE) могли и в прошлом приводили к большим человеческим жертвам. Хотя в разных странах могут существовать различия в стандартах, для обеспечения безопасности применяются строгие юридические нормы, испытания, обучение, забота о производстве, эксплуатации и сертификации.

Режимы отказа могут включать:

• избыточное давление котла
• Недостаток воды в котле, вызывающий перегрев и выход из строя сосуда
• накопление отложений и накипи, которые вызывают локальные горячие точки, особенно на речных судах, использующих грязную питательную воду
• Неисправность сосуда высокого давления котла из-за неправильной конструкции или обслуживания.
• выброс пара из трубопровода/котла, вызывающий ошпаривание

Паровые двигатели часто имеют два независимых механизма для предотвращения слишком высокого давления в котле; один может быть настроен пользователем, второй обычно проектируется как максимально отказоустойчивый. В таких предохранительных клапанах традиционно использовался простой рычаг для сдерживания запорного клапана в верхней части котла. На одном конце рычага находился груз или пружина, удерживавшая клапан от давления пара. Ранние клапаны могли регулировать водители двигателей, что приводило ко многим авариям, когда водитель закреплял клапан вниз, чтобы обеспечить большее давление пара и большую мощность двигателя. В более современном типе предохранительного клапана используется регулируемый подпружиненный клапан, который запирается таким образом, что операторы не могут вмешиваться в его регулировку, если только уплотнение не нарушено незаконно. Эта схема значительно безопаснее. ^]

В своде топки котла могут быть свинцовые плавкие пробки. Если уровень воды падает, так что температура свода топки значительно повышается, свинец плавится и пар выходит, предупреждая операторов, которые затем могут вручную потушить огонь. За исключением самых маленьких котлов, выброс пара мало влияет на гашение огня. Пробки также слишком малы по площади, чтобы значительно снизить давление пара, разгерметизировав котел. Если бы они были больше, объем выходящего пара сам по себе представлял бы опасность для экипажа. ^{[ необходима ссылка ]}

Паровой цикл

Основная статья: Цикл Ренкина

См. также: Термодинамика и теплопередача

Цикл Ренкина является фундаментальной термодинамической основой паровой машины. Цикл представляет собой компоновку компонентов, которая обычно используется для простого производства электроэнергии, и использует фазовый переход воды (кипящая вода для производства пара, конденсация отработанного пара, производство жидкой воды)) для обеспечения практической системы преобразования тепла в энергию. Тепло подается извне в замкнутый контур, при этом часть добавленного тепла преобразуется в работу, а отработанное тепло отводится в конденсаторе. Цикл Ренкина используется практически во всех приложениях для производства паровой энергии. В 19В 90-х годах паровые циклы Ренкина производили около 90% всей электроэнергии, используемой во всем мире, включая практически все солнечные, биомассовые, угольные и атомные электростанции. Он назван в честь Уильяма Джона Маккорна Рэнкина, шотландского эрудита.

Цикл Ренкина иногда называют практическим циклом Карно, поскольку при использовании эффективной турбины диаграмма TS начинает напоминать цикл Карно. Основное отличие состоит в том, что подвод (в котле) и отвод (в конденсаторе) теплоты являются изобарическими (постоянное давление) процессами в цикле Ренкина и изотермическими (постоянная температура) процессами в теоретическом цикле Карно. В этом цикле насос используется для повышения давления рабочей жидкости, которая поступает из конденсатора в виде жидкости, а не газа. Перекачка рабочей жидкости в жидкой форме во время цикла требует небольшой доли энергии для ее транспортировки по сравнению с энергией, необходимой для сжатия рабочей жидкости в газообразной форме в компрессоре (как в цикле Карно). Цикл поршневой паровой машины отличается от такового турбины из-за конденсации и повторного испарения, происходящих в цилиндре или во впускных каналах пара. ^[72]

Рабочая жидкость в цикле Ренкина может работать как система с замкнутым контуром, в которой рабочая жидкость постоянно рециркулируется, или может быть системой с «открытой петлей», в которой выхлопной пар выбрасывается непосредственно в атмосферу , и подведен отдельный источник воды, питающей котел. Обычно вода является предпочтительной жидкостью из-за ее благоприятных свойств, таких как нетоксичность и нереакционная химия, изобилие, низкая стоимость и ее термодинамические свойства. Ртуть является рабочим телом в паровой ртутной турбине. Низкокипящие углеводороды можно использовать в бинарном цикле.

Паровая машина внесла большой вклад в развитие термодинамической теории; однако единственными приложениями научной теории, повлиявшими на паровой двигатель, были оригинальные концепции использования силы пара и атмосферного давления и знания свойств тепла и пара. Экспериментальные измерения, проведенные Уаттом на модели паровой машины, привели к разработке отдельного конденсатора. Ватт независимо открыл скрытую теплоту, что было подтверждено первооткрывателем Джозефом Блэком, который также консультировал Ватта по экспериментальным процедурам. Уатт также знал об изменении температуры кипения воды под давлением. В остальном усовершенствования самого двигателя носили более механический характер. ^[22] Термодинамические концепции цикла Ренкина действительно дали инженерам понимание, необходимое для расчета эффективности, что помогло разработать современные котлы высокого давления и температуры и паровую турбину.

КПД

Основная статья: Тепловой КПД

См. также: КПД двигателя § Паровой двигатель

КПД цикла двигателя можно рассчитать путем деления выходной энергии механической работы, которую производит двигатель, на подводимую к двигателю энергию. по горящему топливу.

Историческим мерилом энергоэффективности парового двигателя был его «долг». Понятие долга было впервые введено Ваттом, чтобы проиллюстрировать, насколько его двигатели были более эффективными по сравнению с более ранними конструкциями Ньюкомена. Обязанность — это количество футо-фунтов работы, выполненной при сжигании одного бушеля (94 фунта) угля. Лучшие образцы дизайна Ньюкомена стоили около 7 миллионов, но большинство было ближе к 5 миллионам. Первоначальные конструкции низкого давления Watt могли работать до 25 миллионов, но в среднем около 17. Это было трехкратным улучшением по сравнению со средней конструкцией Ньюкомена. Ранние двигатели Watt, оснащенные паром высокого давления, увеличили этот показатель до 65 миллионов. ^[73]

Никакая тепловая машина не может быть более эффективной, чем цикл Карно, в котором тепло перемещается из высокотемпературного резервуара в низкотемпературный, а КПД зависит от разницы температур. Для наибольшей эффективности паровые машины должны работать при максимально возможной температуре пара (перегретый пар) и выделять отработанное тепло при минимально возможной температуре.

Эффективность цикла Ренкина обычно ограничивается рабочей жидкостью. Без достижения давлением сверхкритического уровня для рабочей жидкости диапазон температур, в котором может работать цикл, довольно мал; в паровых турбинах температура на входе в турбину обычно составляет 565 °C (предел ползучести нержавеющей стали), а температура конденсатора составляет около 30 °C. Это дает теоретический КПД Карно около 63% по сравнению с фактическим КПД 42% для современной угольной электростанции. Эта низкая температура на входе в турбину (по сравнению с газовой турбиной) является причиной того, что цикл Ренкина часто используется в качестве нижнего цикла на газотурбинных электростанциях с комбинированным циклом. ^{[ quotation required ]}

Одно из основных преимуществ цикла Ренкина по сравнению с другими состоит в том, что на стадии сжатия для привода насоса требуется относительно небольшая работа, поскольку рабочая жидкость в этот момент находится в жидкой фазе. При конденсации жидкости работа, необходимая насосу, потребляет всего от 1% до 3% мощности турбины (или поршневого двигателя) и способствует гораздо более высокому КПД в реальном цикле. Преимущество этого несколько теряется из-за более низкой температуры подвода тепла. Например, газовые турбины имеют температуру на входе в турбину, приближающуюся к 1500 °C. Тем не менее, эффективность реальных больших паровых циклов и больших современных газовых турбин довольно хорошо согласована. ^{[ цитирование требуется ]}

На практике цикл поршневой паровой машины, выбрасывающий пар в атмосферу, обычно имеет КПД (включая котел) в диапазоне 1-10%, но с добавлением конденсатора и многократным расширением и высоким давлением/температурой пара, она может быть значительно улучшена, исторически до режима 10-20%, и очень редко несколько выше.

Современная крупная электростанция (вырабатывающая несколько сотен мегаватт электроэнергии) с промежуточным подогревом пара, экономайзером и т. д. достигает КПД в среднем 40%, а наиболее эффективные агрегаты приближаются к тепловому КПД 50%. ^[74]

Отработанное тепло также можно улавливать с помощью когенерации, при которой отработанное тепло используется для нагрева рабочей жидкости с более низкой температурой кипения или в качестве источника тепла для централизованного теплоснабжения с помощью насыщенного пара низкого давления.

См. также

• Составной локомотив
• Редукторный паровоз
• История паровых дорожных транспортных средств
• Джеймс Рамси
• Репортер Lean’s Engine
• Список паровых ярмарок
• Список паровых музеев
• Перечень патентов на паровые технологии
• Острый пар
• Модель паровой машины
• Саломон де Каус
• Паровой самолет
• Пароход
• Паровая машина
• Паровоз
• Энергия пара во время промышленной революции
• Двигатель неподвижный
• Хронология силы пара
• Тяговый двигатель

ДвигательИстория парового двигателяПаровая турбинаРадиальный двигательДвигатель Chrysler HemiДвигатель ViperМашиностроениеДвигатель СтирлингаМножитель крутящего моментаПневматический двигательV-двигатель Двигатель V8Шиповой составной двигательДымовой котелGeneral Electric J79Осевой компрессорПоршневой двигательВозвратно-поступательное движениеВращение вокруг неподвижной осиТепловой двигательРабота (физика)Рабочее телоСтационарный паровой двигательПарТехнологииКонфигурация двигателяКруговое движениеКартерБлок двигателяТурбинияПароходКорабль-музейМузей открытийСтартер (двигатель)

В статье использован материал из статьи Википедии
«Паровой двигатель», который выпущен под
Лицензия Creative Commons Attribution-Share-Alike 3. 0. есть список всех
авторы в Википедии

подробное описание, чертежи Паровая машина нового поколения своими руками

За свою историю паровая машина имела множество вариаций воплощения в металле. Одним из таких воплощений стала роторная паровая машина инженера-механика Н.Н. Тверской. Эта паровая роторная машина (паровая машина) активно использовалась в различных областях техники и транспорта. В русской технической традиции XIX века такой роторный двигатель назывался роторной машиной. Двигатель отличался долговечностью, экономичностью и высоким крутящим моментом. Но с появлением паровых турбин об этом забыли. Ниже представлены архивные материалы, поднятые автором этого сайта. Материалы достаточно обширны, поэтому здесь представлена ​​пока лишь их часть.

Испытание прокруткой сжатым воздухом (3,5 атм) парового роторного двигателя.
Модель рассчитана на мощность 10 кВт при 1500 об/мин при давлении пара 28-30 атм.

В конце 19 века паровые машины — «роторные паровозы Н. Тверского» были забыты потому, что поршневые паровые машины оказались более простыми и технологичными в производстве (для отраслей промышленности того времени), а паровые турбины давали больше сила.
Но замечание относительно паровых турбин справедливо только в связи с их большой массой и размерами. Действительно, при мощности более 1,5-2 тыс. кВт многоцилиндровые паровые турбины превосходят роторно-паровые машины по всем параметрам, даже при высокой стоимости турбин. А в начале 20 века, когда силовые установки кораблей и силовые установки силовых агрегатов стали иметь мощность во многие десятки тысяч киловатт, то такие возможности могли дать только турбины.

А — у паровых турбин есть еще один недостаток. При масштабировании их массогабаритных параметров в меньшую сторону рабочие характеристики паровых турбин резко ухудшаются. Значительно снижается удельная мощность, падает КПД, при этом сохраняется дороговизна изготовления и высокая скорость главного вала (необходимость редуктора). Вот почему — в области мощностей менее 1,5 тыс. кВт (1,5 МВт) эффективную по всем параметрам паровую турбину найти практически невозможно, даже за большие деньги…

Именно поэтому в этом диапазоне мощностей появилась целая куча экзотических и малоизвестных разработок. Но чаще они еще и дороги и малоэффективны… Винтовые турбины, турбины Тесла, осевые турбины и т.д.
А вот про паровые «роторные машины» — ротационные паровые машины все почему-то забыли. А между тем — эти паровые машины в разы дешевле любых лопастных и винтовых механизмов (говорю это со знанием дела, как человек, который на свои деньги уже сделал не один десяток таких машин). В то же время паровые роторные машины Н. Тверского обладают мощным крутящим моментом с самых малых оборотов, имеют среднюю частоту вращения главного вала на полном ходу от 1000 до 3000 об/мин. Те. такие машины, хоть для электрогенератора, хоть для паровой машины (автомобиль-грузовик, тягач, тягач) — они не потребуют редуктора, муфты и т. паровая машина и др.
Итак — в виде роторной паровой машины — система «роторная машина Н. Тверского», имеем универсальную паровую машину, которая отлично выработает электроэнергию от твердотопливного котла в глухом лесничестве или таежном поселке, в поле мельнице или вырабатывают электроэнергию в котельной в сельском поселении или «прядутся» на отходах технологического тепла (горячего воздуха) на кирпичном или цементном заводе, в литейном цехе и т. д.
Все такие источники тепла имеют мощность менее 1 МВт, поэтому обычные турбины здесь малопригодны. А других машин для утилизации тепла путем преобразования давления полученного пара в работу общая техническая практика еще не знает. Так что это тепло никак не утилизируется — оно просто тупо и безвозвратно теряется.
Я уже создал «паровую роторную машину» для привода электрогенератора на 3,5 — 5 кВт (в зависимости от давления в паре), если все пойдет по плану, то скоро будет машина на 25 и 40 кВт. Как раз то, что нужно для обеспечения дешевой электроэнергией от твердотопливного котла или переработки тепловых отходов в сельскую усадьбу, небольшую ферму, вахтовый поселок и т. д. и т.п.
В принципе, роторные двигатели хорошо масштабируются вверх, поэтому путем установки много секций ротора на один вал, мощность таких машин легко увеличить, просто увеличив количество стандартных роторных модулей. То есть вполне возможно создание паровых роторных машин мощностью 80-160-240-320 и более кВт…

Но, помимо средних и относительно крупных паросиловых установок, на малых электростанциях будут востребованы паросиловые схемы с малыми паровыми роторными двигателями.
Например, одно из моих изобретений — «Походно-туристический электрогенератор на местном твердом топливе».
Ниже видео, где тестируется упрощенный прототип такого устройства.
А вот маленькая паровая машина уже бодро и энергично крутит свой электрогенератор и, используя древесину и другое ископаемое топливо, производит электричество.

Основным направлением хозяйственно-технического применения роторных паровых двигателей (роторных паровых машин) является получение дешевой электроэнергии из дешевых твердых топлив и горючих отходов. Те. малая энергетика — распределенная выработка электроэнергии на паровых роторных двигателях. Представьте себе, как роторно-паровой двигатель прекрасно впишется в работу пилорамы-лесопилки, где-нибудь на Русском Севере или в Сибири (Дальний Восток) где нет центрального электроснабжения, электроэнергию дорого дает дизель-генератор на привозном дизельном топливе издалека. Но сама лесопилка производит не менее полутонны щепы в сутки — опилок — горбыля, которые девать некуда…

Такие древесные отходы — прямая дорога к топке котла, котел вырабатывает пар высокого давления, пар приводит в действие роторную паровую машину и вращает электрогенератор.

Таким же образом можно сжигать миллионы тонн отходов сельскохозяйственных культур и так далее, неограниченных по объему. А еще есть дешевый торф, дешевый энергетический уголь и так далее. Автор сайта подсчитал, что стоимость топлива при выработке электроэнергии посредством малой паросиловой установки (паровой машины) с паровой роторной машиной мощностью 500 кВт составит от 0,8 до 1,

2 рубля за киловатт.

Еще одним интересным применением роторной паровой машины является установка такой паровой машины на паровой автомобиль. Грузовик — тракторный паровой автомобиль с мощным крутящим моментом и дешевым твердым топливом — столь необходимый паровой двигатель в сельском и лесном хозяйстве. При применении современных технологий и материалов, а также использование «Органического цикла Ренкина» в термодинамическом цикле позволит довести эффективный КПД до 26-28% с использованием дешевого твердого топлива (или недорогого жидкого топлива, типа «печного мазута» или отработанное моторное масло). Те. грузовик — тягач с паровым двигателем

и роторной паровой машине мощностью около 100 кВт, будет потреблять около 25-28 кг энергетического угля на 100 км (стоимость 5-6 руб./кг) или около 40-45 кг древесной щепы ( цена которого на Севере бесплатна) …

Есть еще много интересных и перспективных областей применения роторной паровой машины, но размер этой страницы не позволяет подробно рассмотреть их все. В результате паровая машина до сих пор может занимать очень видное место во многих областях современной техники и во многих отраслях народного хозяйства.

ЗАПУСК ПАРОГЕНЕРАТОРА С ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЕМ

Май -2018 После длительных экспериментов и прототипов был изготовлен небольшой котел высокого давления. Котел опрессован на 80 атм давления, поэтому рабочее давление 40-60 атм он будет держать без труда. Запущен в эксплуатацию опытный образец парового аксиально-поршневого двигателя моей конструкции. Отлично работает — смотрите видео. Через 12-14 минут после розжига на древесине готов дать пар высокого давления.

Сейчас начинаю подготовку к штучному производству таких установок — котел высокого давления, паровая машина (роторная или аксиально-поршневая), конденсатор. Блоки будут работать по замкнутому контуру с водопароконденсатным оборотом.

Спрос на такие генераторы очень высок, так как 60% территории России не имеют центрального электроснабжения и питаются от дизельной генерации. А цена на дизтопливо все время растет и уже достигла 41-42 рубля за литр. И даже там, где есть электричество, энергокомпании поднимают тарифы, а на подключение новых мощностей требуют большие деньги.

Паровые двигатели были установлены и приводили в движение большинство паровозов с начала 1800-х до 1950-х годов. Хочется отметить, что принцип работы этих двигателей всегда оставался неизменным, несмотря на изменение их конструкции и габаритов.

Анимированная иллюстрация показывает, как работает паровая машина.

Для выработки пара, подаваемого в двигатель, использовались котлы, работающие как на дровах и угле, так и на жидком топливе.

Первая мера

Пар из котла поступает в паровую камеру, из которой поступает в верхнюю (переднюю) часть цилиндра через паровой кран-клапан (обозначен синим цветом). Давление, создаваемое паром, толкает поршень вниз к НМТ. При движении поршня от ВМТ к НМТ колесо совершает пол-оборота.

Выпуск

В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская оставшийся пар через выходное отверстие, расположенное под клапаном. Остаточный пар выходит, создавая звук, характерный для паровых двигателей.

Вторая мера

Одновременно смещением клапана остаточного пара открывается вход пара в нижнюю (заднюю) часть цилиндра. Давление, создаваемое паром в цилиндре, заставляет поршень двигаться к ВМТ. В это время колесо делает еще пол-оборота.

Выпуск

В конце движения поршня к ВМТ оставшийся пар выбрасывается через то же выпускное окно.

Цикл повторяется заново.

Паровой двигатель имеет так называемую мертвую точку в конце каждого такта, когда клапан переходит от такта расширения к выходу. По этой причине каждая паровая машина имеет два цилиндра, что позволяет запускать двигатель из любого положения.

Есть два направления современных паромных вагонов: автомобили-рекордсмены, предназначенные для скоростных гонок, и самодельные паромные энтузиасты.

Вдохновение (2009). Современный паровой автомобиль № 1, автомобиль-рекордсмен, разработанный шотландцем Гленном Боушером для того, чтобы побить рекорд скорости для паровых автомобилей, установленный на Stanley Steamer еще в 19 году. 06. 26 августа 2009 года, 103 года спустя, Inspiration разогнался до 239 км/ч, став самым быстрым паровым автомобилем в истории.

Паровой кот Pellandini Mk 1 (1977). Попытка австралийца Питера Пелландина, владельца небольшой компании по производству легких спортивных автомобилей, представить практичный и удобный паровой автомобиль. Ему даже удалось «выбить» деньги на этот проект из руководства штата Южная Австралия.

Паровой автомобиль Pelland Mk II (1982 г.). Второй паровой автомобиль Питера Пелландина. На нем он пытался установить рекорд скорости для паровых машин. Но это не сработало. Хотя машина оказалась очень динамичной и разгонялась до сотни за 8 секунд. Позже Пелландин построил еще две версии автомобиля.

Keen Steamliner № 2 (1963 г.). В 1943 и 1963 годах инженер Чарльз Кин построил две самодельные паровые машины, известные соответственно как Keen Steamliner №1 и №2. О второй машине много писали в прессе и даже предлагали ее промышленное производство. Кин использовал кузов из стекловолокна от кит-кара Victress S4, но все шасси и двигатель он построил сам.

Steam Speed ​​America (2012). Рекордный паровой автомобиль, построенный группой энтузиастов для гонок Бонневиль в 2014 году. Универсал, правда, до сих пор там, после неудачных гонок (аварий) 2014 года, Steam Speed ​​America находится на тестовом уровне и больше не держит рекорд гонки.

Циклон (2012). Прямой конкурент предыдущей машины, даже названия команд очень похожи (эта называется Team Steam USA). Рекордный автомобиль был представлен в Орландо, но в полноценных гонках участия пока не принимал.

Барбер-Николс Стимин «Демон» (1977). В 1985 году этот автомобиль, в котором использовался кузов от кит-кара Aztec 7, пилот Боб Барбер разогнал до 234,33 км/ч. Рекорд официально не признавался FIA из-за нарушений в правилах гонок (Барбер провел обе гонки в одном направлении, тогда как правила требуют их проведения в противоположных направлениях, причем в течение часа). первый настоящий успех на пути к прорыву 1906 запись.

Chevelle SE-124 (1969). Преобразование классического Chevrolet Chevelle в паром по заказу Билла Беслера General Motors… GM исследовала тягу и экономичность паровых двигателей для дорожных транспортных средств.

Впервые инфа об этом двигателе появилась на сайтах научных новинок мира 15 лет назад. Классный внешний вид, но… А что, собственно, революционного? Принцип преобразования движения поршня во вращательное эквивалентен стандартному плунжерному двигателю, в котором несколько поршней вращают скошенный диск. А поворотный клапан, используемый для распределения пара, также широко применяется в пневматике, и конструктивно уступает классическому коробчатому клапану паровых машин. У этой герметичность уменьшается при износе, а у коробчатой ​​- нет.
Какие еще преимущества есть у этой системы? Кусок гибкого кабеля сдерживает реальную мощность этого привода на уровне десятков ватт, или долей грамма на метр, если брать по крутящему моменту.

Что касается моторов-«утилизаторов» остаточного тепла, остающегося в выхлопе, охлаждающей жидкости и других «отходах» более мощных тепловых двигателей, то «Стирлинг» вне конкуренции. С. к. способны работать при перепадах температуры менее 100 градусов.
Ну и заявка на инновационную компактность тоже под вопросом. Паровая машина классической схемы и равного рабочего объема будет иметь примерно такие же размеры, как и машина Грина.

Есть очень интересные паровые машины, которые можно устанавливать на автомобили и они имеют высокий КПД… Эти паровые машины развивают очень большую мощность двигателя на дешевом топливе: торф, уголь, древесные гранулы. Такой паровой двигатель можно установить на автомобиль — и у вас будет свой паровой автомобиль на дровах. И вы можете получить дешевую электроэнергию.

В последние годы появилось новое направление в модельном бизнесе. Его идеологом был аниматор Йи-Вэй Хуан, которому явно понравилась идея оживления мультяшных персонажей без помощи компьютерной графики. Вся изюминка заключается в том, что в своих «игрушках» он использует не аккумуляторные батарейки, а миниатюрные паровые двигатели, которые делает своими руками. Свое вдохновение И-Вэй черпает из направления научной фантастики под названием «стимпанк», или «стимпанк». «Стимпанк» — это альтернатива «киберпанку», для которой была характерна тотальная компьютеризация, развившаяся в начале диабетики.

В свою очередь стимпанк основан на истории викторианской Англии с ее огромными громыхающими и гудящими машинами, копотью и мощью. Мотивы стимпанка появляются в самых разных произведениях современного искусства и то, что они пришли к моделированию, неудивительно. Теперь герои мультфильмов обретут новую жизнь, пусть и в игрушечных масштабах. Первую «игрушку» И-Вэй собрал в 2005 году. С тех пор своими руками он собирает в среднем один механизм в месяц. Большая часть этого времени уходит на придание элегантности моделям, оснащенным объемными баками и паровыми котлами. Вот тут-то и пригодился его анимационный талант.

Очередным подтверждением чему стали несколько призовых мест на фестивале «RoboGames-2006». Каким бы кощунством это не казалось для русской души, детища И-Вея работают на спирту. И хотя это не единственный вариант, именно такое топливо он считает оптимальным для своих роботов. В зависимости от модели время их работы составляет от пяти минут до получаса.

Однако полностью от аккумуляторов он еще не отказался, хотя их энергия расходуется исключительно на организацию системы радиоуправления. Но вряд ли его игрушки скоро появятся на прилавках магазинов, ведь их содержание предполагает особые требования к технике безопасности, которая должна быть адекватна механизмам, работающим на спирту и под достаточно высоким давлением.

Эффективность паровой машины

Дрова — прошлый век… Внутренне эта ветка находится в разделе моделирования, и обсуждаются уникальные конструкции для реального использования. Мне кажется, паромная машина на этом принципе очень интересна. На даче, например, ставится УАЗ-буханка, внутри у него термоизолированный бак с паром на 250 градусов, на крыше трубы под стеклом, соединенные с этим баком, прогреваются солнцем. В течение недели он просто стоит на солнце, в выходные приехал и можно проехать 10 километров. Как вы думаете, насколько сравним вариант с солнечными панелями+аккумулятор?

Основанная в 1890 году в Гамбурге как судостроительная компания Spilling всегда строила свой бизнес на инновационной основе и в настоящее время является мировым брендом по производству и поставке модульных агрегатов единичной мощностью от 100 до 5000 кВт для эффективного использования в децентрализованные системы электроснабжения. Самая уникальная продукция этой компании – паровые двигатели.

Проливающиеся паровые двигатели — единственные в мире!

Паровая машина сочетает в себе преимущества термодинамических характеристик поршневой паровой машины с конструктивными особенностями современных дизелей. Его уникальная конструкция обеспечивает высокую надежность при использовании в качестве привода электрогенератора также с переменной электрической нагрузкой и изменение расхода пара.

Преимуществом данного источника энергии для малогабаритных локальных энергосистем по сравнению с вариантом с паровой турбиной является простота эксплуатации и дешевизна паровой машины. Это делает его идеальным для использования в малых и средних паровых котельных, в том числе:

• Электростанции, вырабатывающие электроэнергию на биотопливе, мощностью от 2 МВт в пересчете на топливо
• Установки для использования отработанного пара с расходом 2,5 т/ч
• Установки для сжигания отходов.

Паровая машина Spilling идеальна в сочетании с котлами насыщенного пара, а также с парогенераторами среднего давления. При этом модульная конструкция поршневого двигателя обеспечивает гибкость при модернизации котельной под широкий спектр требований заказчика.

Это особенно важно при реконструкции паровых котельных с целью повышения ее эффективности и выработки собственной электроэнергии.

В электростанции малой и средней мощности, которые очень часто называют мини-ТЭЦ, РИП как двигатель для привода электрогенератора или технологического оборудования по сравнению с паровой турбиной при сопоставимых мощности и параметрах пара характеризуется следующими положительными качества:

• широкий динамический диапазон регулирования мощности;
• практическая нечувствительность к качеству пара;
• возможность прямого привода электрогенератора или технологического оборудования без промежуточной механической передачи;
• высокая эксплуатационная надежность и необходимость наличия минимально необходимой технической инфраструктуры для обслуживания;
• система смазки, исключающая попадание масла в пар.

Паровая машина «ПРОЛИВ» поставляется с генератором в виде готового к работе агрегата, включающего в себя щит автоматического управления с программной логикой и пульт оператора.

Технические характеристики парового двигателя

British Steam Car Challenge — это команда увлеченных гонщиков, энтузиастов и любителей, которая годами создавала Inspiration, чтобы побить рекорд скорости для паровых автомобилей. Рекорд скорости для паровых машин держится с 1906 года. Тогда в США гонщик Фред Марриотт достиг скорости 205,44 километра в час на паровой машине, построенной братьями Стэнли.

Теперь рекорд может быть побит, поскольку автомобиль проходит последнюю программу динамических испытаний, запланированную на конец марта 2009 года., на территории Министерства обороны недалеко от Чичестера, Западный Суссекс. Это будет последнее испытание транспортного средства в Великобритании перед транспортировкой в ​​США, чтобы установить мировой рекорд скорости для наземного транспортного средства с паровым двигателем.

В свое время перед главным конструктором коллектива Глинном Боушером стояла непростая задача, ведь для получения от паровой машины большой мощности установка мала и легка. Планировалось, что паровая установка Bowcher будет развивать мощность на валу до 300 лошадиных сил при частоте вращения турбины 12 тысяч в минуту, а также впишется в узкий и низкий кузов Inspiration. Его длина, кстати, составляет 5,25 метра; ширина – 1,7 метра; высота — 1,1 метра.

Топливо — сжиженный пропан. Четыре парогенератора расположены за спиной водителя. Каждый парогенератор имеет 28 тонких горизонтальных труб из жаропрочной нержавеющей стали. Именно они занимают внутри вагона основной объем, и снабжают паровую машину примерно 10 килограммами пара в минуту. Давление и температура пара составляют около 40 атмосфер и более 380 градусов Цельсия. Каждый парогенератор может управляться отдельно, что повышает надежность системы. Пар направляется через четыре сопла на двухступенчатую паровую турбину, которая через редуктор приводит во вращение задние колеса вагонов. Диаметр турбины составляет 33 сантиметра.

Инженеры рассчитывают, что автомобиль сможет разогнаться до 320 километров в час, но если учесть низкий коэффициент обтекаемости кузова — всего 0,2, то скорость может быть и выше.

Основным и очень ценным преимуществом паровых машин на сегодняшний день является низкое содержание углекислого газа и оксидов азота в выхлопе паровых машин, особенно если они используют газ типа Вдох.

Британские энтузиасты надеются, что смогут не только побить рекорд скорости для паровых машин, но и привлечь внимание общественности к экологичности паровых машин.

Источники: steampunker.ru, diy.infcat.ru, www.chipmaker.ru, www.hansaenergo.ru, techvesti.ru

Нерассказанные секреты

Масоны, кто они?

Кто продал Аляску?

Бог Кетцалькоатль — пернатый змей. Храм Кетцалькоатля

7 чудес света современного мира

Пожалуй, нет такого человека, который никогда не слышал о египетских пирамидах, Колоссе Родосском, Висячих садах Вавилона или Храме Артемиды в. ..

Правительственное метро в Москве

Голландский архитектор Ренье де Грааф предложил рассекретить якобы существующую ветку государственного Метро-2. По задумке архитектора, так как эта линия не соединена…

Тайна дельфина. Программа Галилео

Представьте себе удивление ученых, когда чувствительные радиодетекторы космической станции уловили движение подо льдом спутника Юпитера. При этом звуковые устройства…

Промышленный термоядерный реактор

Скромная канадская компания General Fusion начала строительство первого в мире коммерческого термоядерного реактора, который планируется испытать в …

Человеческие гормоны

Понятие «гормоны» теперь стало объектом пристального внимания исследователей. Постоянно поступают новости о значении одного из них в…

Святой Грааль

Святой Грааль — загадочный христианский артефакт, найденный и потерянный. Слова «Святой Грааль» часто употребляются в переносном смысле как обозначение каких-либо. ..

Ракетный комплекс «Авангард» — технические характеристики и возможности

Новейший российский ракетный комплекс «Авангард» запущен в серийное производство, начат…

Народные приметы о жемчуге

Прежде всего, жемчуг – это невероятно красивый камень, который …

Как сделать мореный дуб в домашних условиях

Мореный дуб — отличный строительный материал. Его необычный цвет очень…

Хвост у человека

Забавно, но у человека есть хвост. До определенного периода… Известно…

Почему не реализуется квантовый двигатель Леонова

В прессе периодически появляются заметки о неизвестной разработке брянского ученого…

Ядерная крылатая ракета «Буревестник» — характеристики и перспективы

В сознании большинства людей в возрасте смартфонов, паровые машины — это что-то архаичное, вызывающее улыбку. Насыщенные страницы истории автомобилестроения были очень яркими и без них трудно представить. современный транспорт вообще. Как ни старались скептики от законотворчества, а также нефтяные лоббисты разных стран ограничивать разработку автомобиля на пару, им это удавалось лишь на время. Ведь паровая машина похожа на Сфинкса. Идея автомобиля на пару (т. е. на двигателе внешнего сгорания) актуальна и по сей день.

В сознании большинства людей в эпоху смартфонов паровые машины — это нечто архаичное, вызывающее улыбку.

Так в 1865 году в Англии был введен запрет на движение скоростных самоходных экипажей на паровом приводе. Им запрещалось двигаться быстрее 3 км/ч в городе и не выпускать клубы пара, чтобы не пугать лошадей, запряженных в обычные экипажи. Самый серьезный и ощутимый удар по паровым машинам был нанесен уже в 1933 году законом о налоге на большегрузные автомобили. Это было только в 1934 года, когда были снижены пошлины на ввоз нефтепродуктов, что на горизонте замаячила победа бензиновых и дизельных двигателей над паровыми двигателями.

Только в Англии могли позволить себе так изысканно и хладнокровно издеваться над прогрессом. В США, Франции, Италии среда изобретателей-энтузиастов буквально кипела идеями, и паровая машина приобрела новые формы и характеристики. Хотя англичане-изобретатели внесли значительный вклад в развитие паровых машин, законы и предубеждения властей не позволяли им в полной мере участвовать в битве с двигателем внутреннего сгорания. Но обо всем по порядку.

Доисторический справочник

История развития паровой машины неразрывно связана с историей возникновения и совершенствования паровой машины. Когда в I веке н.э. Н.С. Герон из Александрии предложил свою идею заставить пар вращать металлический шар, и его идея была воспринята как не более чем забава. То ли другие идеи больше волновали изобретателей, то первым, кто поставил паровой котел на колеса, был монах Фердинанд Вербст. В 1672 г. к его «игрушке» тоже относились как к забаве. Но следующие сорок лет не прошли даром для истории паровой машины.

Самоходный экипажный проект Исаака Ньютона (1680 г.), пожарный аппарат механика Томаса Севери (1698 г. ) и атмосферная установка Томаса Ньюкомена (1712 г.) продемонстрировали огромные возможности использования пара для выполнения механической работы… Сначала паровые машины выкачивали воду из шахт и поднимали грузы, но к середине 18 века на предприятиях Англии насчитывалось уже несколько сотен таких паровых установок.

Что такое паровая машина? Как пар может двигать колеса? Принцип работы паровой машины прост. Вода нагревается в закрытом баке до пара. Пар выбрасывается по патрубкам в закрытый цилиндр и выдавливает поршень. Это поступательное движение передается на вал маховика через промежуточный шатун.

Данная принципиальная схема работы парового котла на практике имела существенные недостатки.

Первая порция пара вырвалась клубами, и остывший поршень под собственной тяжестью опустился для следующего такта. Эта принципиальная схема работы парового котла на практике имела существенные недостатки. Отсутствие системы регулирования давления пара часто приводило к взрыву котла. Приведение котла в рабочее состояние потребовало много времени и топлива. Постоянные дозаправки и гигантские размеры паровой установки только увеличивали список ее недостатков.

Новая машина была предложена Джеймсом Уаттом в 1765 году. Он направлял выдавливаемый поршнем пар в дополнительную конденсационную камеру и избавлял от необходимости постоянно доливать воду в котел. Наконец, в 1784 году он решил задачу, как перераспределить движение пара так, чтобы он толкал поршень в обе стороны. Благодаря созданной им катушке паровая машина могла работать без перерывов между циклами. Этот принцип тепловой машины двойного действия лег в основу большинства паровых технологий.

Над созданием паровых машин работало много умных людей. Ведь это простой и дешевый способ получить энергию практически из ничего.

Краткий экскурс в историю паровых машин

Однако, как бы ни были велики успехи англичан в области, первым поставить паровую машину на колеса был француз Николя Жозеф Куньо.

Первый паровой автомобиль Кьюнхо

Его автомобиль появился на дорогах в 1765 году. Скорость инвалидной коляски была рекордной 9.5 км/ч. В нем изобретатель предусмотрел четыре сиденья для пассажиров, которые можно было катить с ветерком со средней скоростью 3,5 км/ч. Этого успеха изобретателю было мало.

Необходимость останавливаться для дозаправки водой и разжигания нового костра через каждый километр пути не являлась существенным минусом, а лишь уровень техники того времени.

Он решил изобрести тягач для пушек. Так родилась трехколесная телега с массивным котлом впереди. Необходимость останавливаться для дозаправки водой и разжигания нового костра через каждый километр пути была не существенным недостатком, а лишь уровнем техники того времени.

Следующая модель Cugno, модель 1770, весила около полутора тонн. Новая тележка могла перевозить около двух тонн груза со скоростью 7 км/ч.

Маэстро Куньо больше волновала идея создания паровой машины высокого давления. Его даже не смутил тот факт, что котел может взорваться. Именно Куюнхо придумал разместить топку под котлом и носить с собой «огонь». Кроме того, его «тележку» по праву можно назвать первым грузовиком. Отставка патрона и череда оборотов не позволили мастеру развить модель в полноценный грузовик.

Самоучка Оливер Эванс и его амфибия

Идея создания паровых двигателей имела универсальный масштаб. В штатах Северной Америки изобретатель Оливер Эванс создал около пятидесяти паровых установок на основе машины Уатта. Стремясь уменьшить размер завода Джеймса Уатта, он разработал паровые двигатели для мукомольных заводов. Однако всемирную известность Оливер Эванс получил благодаря своей паровой машине-амфибии. В 1789 году его первая машина в США успешно прошла наземные и водные испытания.

На свою амфибию, которую можно назвать прообразом вездеходов, Эванс установил машину с давлением пара в десять атмосфер!

Девятиметровая лодка-автомобиль весила около 15 тонн. Паровая машина приводила в движение задние колеса и гребной винт. Между прочим, Оливер Эванс также был сторонником паровой машины высокого давления. На свою амфибию, которую можно назвать прообразом вездеходов, Эванс установил машину с давлением пара в десять атмосфер!

Если бы изобретатели 18-19 веков имели под рукой технологии 21 века, представляете сколько технологий они бы придумали!? А какая техника!

ХХ век и 204 км/ч на паровой машине Stanley

Да! XVIII век дал мощный толчок развитию парового транспорта. Многочисленные и разнообразные конструкции самоходных паровых экипажей все больше стали разбавлять гужевой транспорт на дорогах Европы и Америки. К началу 20 века паровые машины получили широкое распространение и стали привычным символом своего времени. Так же как и фотография.

XVIII век дал мощный толчок развитию парового транспорта

Именно свою фотокомпанию продали братья Стэнли, когда в 1897 году решили всерьез заняться производством паровых автомобилей в США. Они хорошо продавали паромные вагоны. Но этого им было недостаточно для удовлетворения своих честолюбивых планов. В конце концов, они были всего лишь одним из многих одинаковых автопроизводителей. Так было до тех пор, пока не сконструировали свою «ракету».

Именно свою фотокомпанию братья Стэнли продали, когда в 1897 году решили серьезно заняться производством паровых автомобилей в Соединенных Штатах.

Наверняка автомобили Stanley имели славу надежных автомобилей. Паровой агрегат располагался сзади, а котел обогревался бензиновыми или керосиновыми горелками. Маховик парового двухцилиндрового двигателя двустороннего действия с вращением на заднюю ось посредством цепной передачи. У Stanley Steamer не было случаев взрыва котлов. Но им нужен был всплеск.

Конечно, автомобили Stanley имели репутацию надежных автомобилей.

Своей «ракетой» они произвели фурор на весь мир. 205,4 км/ч в 1906 году! Так быстро еще никто не ездил! Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания побил этот рекорд лишь спустя 5 лет. Фанерные паровые «Ракеты» Стэнли создавали гоночные автомобили на долгие годы вперед. Но после 1917 года Stanley Steamer все больше и больше испытывал конкуренцию со стороны дешевого Ford T и ушел в отставку.

Уникальные паромы братьев Добл

Эта знаменитая семья сумела оказать достойное сопротивление бензиновым двигателям вплоть до начала 30-х годов ХХ века. Они не строили рекордные автомобили. Братья искренне любили свои паромные вагоны. Иначе как еще объяснить изобретенный ими сотовый радиатор и кнопку зажигания? Их модели не были похожи на маленькие паровозы.

Братья Эбнер и Джон произвели революцию в паровом транспорте.

Братья Эбнер и Джон произвели революцию в паровом транспорте. Чтобы тронуться с места, его машину не нужно было прогревать 10-20 минут. Кнопка зажигания перекачивала керосин из карбюратора в камеру сгорания. Он попал туда после прикуривания свечой накаливания. Вода нагревалась за считанные секунды, а через полторы минуты пар создавал необходимое давление и можно было идти.

Выхлопной пар направлялся в радиатор для конденсации и подготовки к последующим циклам. Поэтому для спокойного пробега в 2000 км автомобилям Доблова требовалось всего девяносто литров воды в системе и несколько литров керосина. Такую экономию никто не мог предложить! Возможно, это было на автосалоне в Детройте в 19 году.17, Стэнли ознакомился с моделью братьев Добл и начал сворачивать их производство.

Модель Е стала самым роскошным автомобилем второй половины 20-х годов и самой последней версией паромного вагона Доблова. Кожаный салон, полированные элементы из дерева и кости слона приводили в восторг состоятельных владельцев салона автомобиля. В такой кабине можно было наслаждаться бегом на скорости до 160 км/ч. Всего 25 секунд отделяли момент воспламенения от момента старта. Еще 10 секунд потребовалось автомобилю массой 1,2 тонны, чтобы разогнаться до 120 км/ч!

Все эти скоростные качества были воплощены в четырехцилиндровом двигателе. Два поршня выталкивались паром высокого давления 140 атмосфер, а два других направляли охлажденный пар низкого давления в сотовый конденсатор-радиатор. Но в первой половине 30-х годов этих красавцев-братьев Добл уже не выпускали.

Паровозы

Однако не стоит забывать, что паровая тяга быстро развивалась на грузовом транспорте… Это в городах у снобов аллергия на паровые машины. Но товар должен быть доставлен в любую погоду и не только по городу. А междугородние автобусы и военная техника? Там на малолитражках не отделаешься.

Грузовой транспорт имеет одно существенное преимущество перед легковым транспортом — его габариты.

Грузовой транспорт имеет одно существенное преимущество перед легковым транспортом — его габариты. Именно они позволяют размещать мощные силовые установки в любом месте автомобиля. Более того, это только повысит грузоподъемность и проходимость. А на то, как будет выглядеть грузовик, не всегда обращают внимание.

Среди паровозов хотелось бы выделить английский Sentinel и советский НАМИ. Конечно, было и много других, например Фоден, Фаулер, Йоркшир. Но именно Sentinel и НАМИ оказались самыми живучими и выпускались до конца 50-х годов прошлого века. Они могли работать на любом твердом топливе – угле, дровах, торфе. «Всеядность» этих грузовиков отличала их от влияния цен на нефтепродукты, а также позволяла использовать их в труднодоступных местах.

Трудяга-Страж с английским акцентом

Эти два грузовика отличаются не только страной производства. Отличались и принципы устройства парогенераторов. Для сантинелей характерно верхнее и нижнее расположение паровых машин относительно котла. В верхнем положении парогенератор подавал горячий пар непосредственно в машинное отделение, которое сообщалось с мостами системой карданных валов. При нижнем расположении паровой машины, то есть на шасси, котел нагревался вода и пар подавались в двигатель по трубам, что гарантировало температурные потери.

Сантинели отличаются верхним и нижним расположением паровых машин относительно котла.

Характерным для обоих типов было наличие цепной передачи от маховика паровой машины к карданным шарнирам. Это позволило конструкторам унифицировать производство Сантинелей в зависимости от заказчика. Для жарких стран, таких как Индия, выпускались паровые машины с нижним, раздельным расположением котла и двигателя. Для стран с холодными зимами — с верхним, комбинированным типом.

Для жарких стран, таких как Индия, выпускались паровые машины с нижним, раздельным расположением котла и двигателя.

В этих грузовиках использовались многие проверенные технологии. Золотники и клапаны распределения пара, двигатели одинарного и двойного действия, высокого или низкого давления, с редуктором или без него. Однако это не продлило жизнь английским паровозам. Хотя они выпускались до конца 50-х годов XX века и даже служили на военной службе до и во время Великой Отечественной войны, они все же были громоздкими и чем-то напоминали паровозы. А так как заинтересованных в их радикальной модернизации лиц не нашлось, их судьба была предрешена.

Хотя они выпускались до конца 50-х годов XX века и даже служили на военной службе до и во время Великой Отечественной войны, они все же были громоздкими и чем-то напоминали паровозы.

Кому что, а нам — США

Чтобы поднять истерзанную войной экономику Советского Союза, нужно было найти способ не тратить ресурсы нефти, хотя бы в труднодоступных местах — на севере стране и в Сибири. Советским инженерам была предоставлена ​​возможность изучить конструкцию Сантинеля с верхнеклапанной четырехцилиндровой паровой машиной прямого действия и разработать свой «ответ Чемберлену».

В 1930-е годы российские институты и конструкторские бюро предпринимали неоднократные попытки создать альтернативный грузовик для лесной промышленности.

В 1930-е годы российские институты и конструкторские бюро предпринимали неоднократные попытки создать альтернативный грузовик для лесной промышленности. Но каждый раз дело останавливалось на стадии испытаний. Используя собственный опыт и возможность изучения трофейных паромных машин, инженерам удалось убедить руководство страны в необходимости такой паровой машины. При этом бензин был в 24 раза дороже угля. А уж о стоимости дров в тайге и упоминать не надо.

Группа конструкторов под руководством Ю.А. Шебалин максимально упростил паровой агрегат в целом. Они объединили четырехцилиндровый двигатель и котел в один агрегат и разместили его между кузовом и кабиной. Этот агрегат устанавливался на шасси серийного ЯАЗ (МАЗ)-200. Работа пара и его конденсация совмещались в замкнутом цикле. Подача древесных слитков из бункера осуществлялась автоматически.

Так родился НАМИ-012, а точнее на лесных дорогах. Очевидно, принцип бункерной подачи твердого топлива и расположение паровой машины на тележке были заимствованы из практики газогенераторных установок.

Судьба хозяина леса — НАМИ-012

Отечественные паровые характеристики бортового автомобиля и лесовоза НАМИ-012 были такими

• Грузоподъемность — 6 тонн
• Скорость — 45 км/ч
• Пробег без дозаправки 80 км, если бы удалось возобновить подачу воды, то 150 км
• Крутящий момент на малых скоростях — 240 кгм, что почти в 5 раз превышало показатели базового ЯАЗ-200
• Котел с естественной циркуляцией создавал давление 25 атмосфер и доводил пар до температуры 420°С
• Можно было пополнять запасы воды прямо из резервуара через эжекторы
• Цельнометаллическая кабина не имела капота и выдвигалась вперед
• Скорость регулировалась объемом пара в двигателе с помощью рычага подачи/отсечки. С его помощью баллоны наполнялись на 25/40/75%.
• Одна передача заднего хода и три педали управления.

Серьезными недостатками паровоза были расход 400 кг дров на 100 км пути и необходимость избавления от воды в котле в морозные условия.

Серьезными недостатками паровоза были расход 400 кг дров на 100 км пути и необходимость избавления от воды в котле в морозные условия. Но главный недостаток, который присутствовал у первого образца – плохая проходимость в ненагруженном состоянии. Потом выяснилось, что передний мост перегружен кабиной и паровым агрегатом, по сравнению с задним. С этой задачей справились, установив на полноприводный ЯАЗ-214 модернизированную паровую силовую установку. Теперь мощность лесовоза НАМИ-018 увеличена до 125 лошадиных сил.

Но, не успев распространиться по стране, парогенераторы все были утилизированы во второй половине 50-х годов прошлого века.

Но, не успев распространиться по стране, парогенераторы все были утилизированы во второй половине 50-х годов прошлого века. Однако вместе с газогенераторами. Потому что стоимость переделки автомобилей, экономический эффект и удобство использования были трудоемкими и сомнительными, по сравнению с бензиновыми и дизельными грузовиками… Тем более, что к этому времени в Советском Союзе уже налаживалась добыча нефти.

Быстрый и доступный современный паровой автомобиль

Не думайте, что идея парового автомобиля забыта навсегда. Сейчас наблюдается значительный рост интереса к двигателям, альтернативным ДВС на бензине и дизельном топливе. Мировые запасы нефти не безграничны. Да и стоимость нефтепродуктов постоянно растет. Конструкторы так старались усовершенствовать двигатель внутреннего сгорания, что их идеи почти достигли своего предела.

Электромобили, водородные автомобили, газогенераторы и паровые машины снова стали горячими темами. Здравствуй, забыл 19век!

Сейчас наблюдается значительный рост интереса к двигателям, альтернативным ДВС на бензине и дизельном топливе.

Британский инженер (опять же Англия!) продемонстрировал новые возможности паровой машины. Он создал свой Inspuration не только для того, чтобы продемонстрировать актуальность паровых автомобилей. Его детище создано для рекордов. 274 км/ч – именно такую ​​скорость разгоняют двенадцать котлов, установленных на автомобиле длиной 7,6 метра. Всего 40 литров воды достаточно, чтобы сжиженный газ буквально за мгновение довел температуру пара до 400°С. Только подумайте, истории понадобилось 103 года, чтобы побить рекорд скорости паровой машины, установленный Rocket!

В современном парогенераторе можно использовать уголь в виде порошка или другое дешевое топливо, например, мазут, сжиженный газ. Именно поэтому паровые машины всегда были и будут популярны.

Но чтобы наступило экологически чистое будущее, снова необходимо преодолеть сопротивление нефтяных лоббистов.

Часто задаваемые вопросы о мелком остром паре.

Часто задаваемые вопросы о мелкосерийном остром паре.

Ярлыки: [Содержание]
[Что нового] ​​[Введение]
[С чего начать?] [Ресурсы]
[Производители и дистрибьюторы] [Steam
в журнале Garden Index] [Планы и
Чертежи] [Колеса локомотива] [Клапан
Gear Simulator] [Что делать с
«РУБИН»]

Назад
к
бэкшоп FH&PB.

Предисловие: что такое
Сайт небольших ресурсов Live Steam?

Этот сайт начал свою жизнь как набор часто задаваемых вопросов и ответов
(FAQ) о малом остром паре. Первоначально было написано, чтобы пойти в
Общий раздел rec.models.railroads
Часто задаваемые вопросы, в котором был хороший раздел, посвященный большому количеству прямых трансляций в Steam.
можно ездить, но ничего на пароходах 1 или 0 калибра.

После того, как я предложил крупномасштабному составителю часто задаваемых вопросов Steam Фрэнку Керфуту,
включить информацию о небольших паровозах, он предложил мне
сам напишу. Так я и сделал. Тема находится между «крупномасштабными»
(колея 1) модель железной дороги общая информация и «крупномасштабная» (1,5
дюймовая шкала) информация о свежем паре. Я исходил из личного опыта,
но также из опыта давних пароходов калибра 1, таких как Marc
Горовиц (редактор Garden
журнала Railways) и Рона Брауна (редактор Steam
в журнале Garden), а также многих других, с которыми я встречался в
события в прямом эфире.

По мере того, как я собирал больше информации, FAQ стал более
формат журнала или справочника. Я пытался дать полное, но
общее введение в мощность горячей воды в 1 калибре и 0 калибре, с
намерение раскрыть тайну и побудить любопытных принять
окунись и попробуй! Отсутствие полной книги по этому вопросу и
учитывая, что в большинстве клубов есть только один или два парохода, у меня есть
также подчеркнул участие и личный контакт. Читать информацию
на этом сайте, и вы можете получить хороший старт. Если вы можете добраться до одного из
небольшие мероприятия в прямом эфире (см. раздел «Ресурсы» для получения списка и
даты), вы увидите это сами и сможете изучить основы
из первых рук.

Содержимое:

1. Введение:
   что такое
   маломасштабный острый пар?

• Каких размеров они бывают?
• Из чего состоит небольшой пароход?
• Сколько они стоят по сравнению с моделями электровозов?
• Пароварки бывшие в употреблении.
• Можно ли построить пароход с нуля? А комплекты?
• Чертежи
  а также
  планы небольших пароходов.
• Существуют ли паровые двигатели разного качества от разных производителей?
  производители?
• Я не гений механики. Как запустить настоящий паровоз?
• Как долго будет ходить пароход?
• Как вы контролируете скорость и направление?
• Какова тяговая мощность острого пара по сравнению с электрическим
  двигатель?
• Где я могу найти «метамфетамин» для своего локомотива, сжигающего алкоголь?
• Где я могу найти менее дорогой бутан?
• В чем разница между дистиллированной и деионизированной водой?
• Инструкции требуют использования масла для паровых машин. Могу ли я использовать
  местное масло, как для автомобиля?
• Родственное преследование? Тепловозы внутреннего сгорания.

• Журналы
• Книги
• События
• Организации

Также интересно:

ThePages, посвященные флэш-парам
лодки «поп-поп».

Перейти к
следующий раздел (Часто задаваемые вопросы о Small Scale Live Steam).

Спасибо: Билл Болтон, Рон Браун,
Майк Чейни, Бенн Койфман (создатель великой железнодорожной
шрифты), Стивен Кокс, Джефф Х. Калвер (G1MRA), Деннис Карни, Ричард
Финлейсон, Марк Горовиц (журнал Garden Railways), Роджер Локсли
(Разработка депо), Хеннер Мейнхольд, Кристоф Оздоба, Боб Стиглер,
Рон Стюарт, Гарри Уэйд (Willow Works) и многие-многие другие
участники. Это хобби просто полно замечательных людей!

Последнее обновление этой страницы: 14 сентября 2020 г. Составлено и защищено авторским правом
1995-2020 Автор: Вэнс Р. Басс.
Пожалуйста, используйте любую и всю информацию, содержащуюся здесь, для своего хобби.
удовольствие. Если ты собираешься заработать на этом деньги, сначала поговори со мной.

Steam Engine Schematic Drawing — изображения и фото

283 изображения