Паровые двигатели были первым типом двигателя, который получил широкое распространение. Они были впервые изобретены Томасом Ньюкоменом в 1705 году, а Джеймс Уотт (которого мы помним каждый раз, когда говорим о "60-ваттных лампочках" и тому подобном) сделал большие улучшения в паровых двигателях в 1769 году.
Паровые двигатели приводили в движение все ранние локомотивы, пароходы и заводы, и поэтому действовали как фундамент промышленной революции . В этой статье мы точно узнаем, как работают паровые двигатели!
На следующей диаграмме показаны основные компоненты поршневого парового двигателя . Такой двигатель был бы типичен для паровоза.
Показанный двигатель является паровым двигателем двойного действия, поскольку клапан позволяет пару высокого давления попеременно действовать на обе стороны поршня. Следующая анимация показывает движок в действии.
Вы можете видеть, что шиберный клапан отвечает за подачу пара высокого давления в обе стороны цилиндра. Шток управления для клапана обычно закрепляется в рычаге, прикрепленном к поперечине , так что движение поперечины также скользит по клапану. (На паровозе, этот рычаг также позволяет инженеру положить поезд в обратный ход.)
Вы можете видеть на этой диаграмме, что выхлопной пар просто выходит в воздух. Этот факт объясняет две вещи о паровых локомотивах:
- Это объясняет, почему они должны брать воду на станции - вода постоянно теряется через выпуск пара.
- Это объясняет, откуда приходит звук "чу-чу". Когда клапан раскрывает цилиндр для того чтобы выпустить свой вытыхание пара, пар выходит под много давление и делает "чу!- звук, когда он выходит. Когда поезд только запускается, поршень движется очень медленно, но затем, когда поезд начинает катиться, поршень набирает скорость. Эффект от этого и есть " Чу..... Чу.... Чу... чу-чу-чу", который мы слышим, когда он начинает двигаться.
На паровозе поперечная головка обычно соединяется с приводной тягой, а оттуда соединительными тягами, которые приводят в движение колеса локомотива.
Котельное оборудование
Пар высокого давления для парового двигателя поступает из котла . Работа котла заключается в том, чтобы приложить тепло к воде для создания пара. Есть два подхода: жаровая труба и водяная труба .
Жаротрубный котел был более распространен в 1800-х гг. он состоит из резервуара с водой, перфорированного трубами.Горячие газы от угольного или древесного огня проходят по трубам для нагрева воды в резервуаре, как показано здесь:
В жаротрубном котле вся емкость находится под давлением, поэтому, если емкость лопается, она создает крупный взрыв.
Более распространенными сегодня являются водотрубные котлы, в которых вода проходит через стойку из труб, расположенных в горячих газах от огня. На следующей упрощенной схеме показана типичная компоновка водотрубного котла:
В реальном котле все было бы намного сложнее, потому что цель котла-извлечь все возможное количество тепла из горящего топлива для повышения эффективности.
Подписываемся на канал https://zen.yandex.ru/id/5cb0552219feb400b5a027cd