Паровоз, будучи одним из величайших изобретений XIX века, сыграл ключевую роль в индустриальной революции и изменении транспортной инфраструктуры. Центральным элементом в работе его конструкции является использование воды для создания пара, который приводит в движение весь механизм. Однако задумывались ли вы когда-нибудь о том, какое путешествие совершает вода, начиная с тендера паровоза? Давайте погрузимся в эту увлекательную тему!
Первый русский паровоз — паровоз Черепановых — был построен ещё в первой половине XIX века. Историю создания этого паровоза вы можете узнать в нашей прошлой статье. В 2024 году паровоз Черепановых отмечает 190 лет со дня постройки. Современный паровоз и паровоз Черепановых выглядят совсем по-разному — первый кажется огромным по сравнению со вторым. Но, несмотря на разницу в конструкции и размерах, оба паровоза имеют одни и те же основные элементы: котёл, машину, экипаж и тендер.
Путешествие воды в паровозе начинается с наполнения тендера водой на станции. Затем вода поступает в котёл, где она нагревается до кипения под действием горящего топлива, превращаясь в пар высокого давления. Этот пар направляется к цилиндрам, где его энергия преобразуется в механическую работу. Давайте разберемся в этом вопросе немного подробнее.
Как вода попадает в тендер? Читайте в нашей прошлой статье.
Тендер паровоза
Во время своей работы паровоз потребляет значительное количество воды и топлива. Для хранения запасов этих ресурсов использовался специальный вагон, известный как тендер. Он был оснащен резервуарами для воды и угля, запаса которых хватало бы на несколько часов работы локомотива.
Тендер паровоза обычно выглядит как П-образный бак, расположенный на раме. Он пристыкован к самому паровозу и выполняет жизненно важную функцию обеспечения паровой машины необходимыми для её работы ресурсами. Тендер состоит из нескольких основных элементов: водяного бака с угольным бункером, рамы и тележек. Вода занимает значительную часть объёма тендера и играет ключевую роль в превращении тепловой энергии в механическую.
Пространство тендера не единое — оно разбито специальными перегородками, которые, словно волнорезы, помогают бороться с колебанием воды внутри тендера во время движения.
Интересный факт!
Вода в тендере не замерзала из-за её большого объёма и циркуляции во время движения паровоза.
В котле происходят сложные превращения энергии
Устройство котла состоит из топки для сжигания топлива; резервуара, где нагревается вода и образуется сжатый пар; камеры с трубой для отвода газов сгорания. Попадая внутрь котла, вода начинает нагреваться за счёт сжигания топлива — угля или дров.
Читайте нашу статью: Чем «заправить» паровоз?
Внутри котла паровоза происходят сложные превращения энергии. Сжигание топлива — превращение химической энергии топлива в тепловую энергию газов. Образование пара повышенного давления — превращение тепловой энергии газов в потенциальную энергию пара.
Сначала в топке паровоза сгорает топливо — топка нагревает воду в котле. Вода преобразуется в пар — горячие газы от топки проходят через большое количество труб. Затем в сухопарнике пар избавляется от лишней воды. С помощью регулятора машинист подает необходимое количество пара из котла в цилиндры. Пар высокого давления подается в цилиндры на работу поршней и приводит в движение локомотив. Отработанный пар выходит в атмосферу.
Конструкция парового двигателя предназначена для наиболее эффективной конвертации тепловой энергии пара в механическую энергию вращения колес. Одна из основных частей паровой машины — цилиндры. Но прежде чем попасть в цилиндры, пар поступает в золотниковые ящики. Называются они так, потому что внутри каждой находится золотник — устройства, которое регулирует подачу свежего пара в цилиндр и выпуск отработанного пара. Движение золотников идеально согласовано с движением поршней посредством механизма управления подачей пара.
Чтобы работа пара привела локомотив в движение, необходимо возвратно-поступательное движение поршней в цилиндрах преобразовать во вращательное движение колёс. Это достигается при помощи специального шатунно-кривошипного механизма.
Путешествие воды от момента её нахождения внутри тендера до превращения её в движущую силу паровоза — это пример сложного инженерного процесса преобразования энергии. Каждый этап этого путешествия тщательно продуман для достижения максимальной эффективности работы машины. Понимание этих процессов позволяет лучше оценить гениальность конструкций прошлого и их вклад в развитие современных технологий транспорта.
Приходите в Музей железных дорог России, чтобы своими глазами увидеть уникальные паровозы с тендерами, а также танк-паровозы, познакомиться с их устройством и узнать историю создания каждого из локомотивов.
В залах нашего музея вы познакомитесь с историей создания и развития железных дорог в нашей стране и погрузитесь в уникальную историческую атмосферу: увидите макеты первых железнодорожных линий, вокзалов и станций, воссозданные интерьеры вагонов разных классов. Музей железных дорог России — познавательное и интересное место для всей семьи. До встречи в залах музея!
График работы, информация для посещения и билеты — на нашем официальном сайте.
Архивные фотографии и 3д-модели паровозов с тендером, танк-паровозов и других локомотивов можно посмотреть в нашем приложении:
