Kto vytvoril 1 parný stroj. História parného stroja a jeho použitie. Vynálezy Thomasa Newcomena

Polzunov, Ivan Ivanovič

- mechanik, ktorý zariadil prvý parný stroj v Rusku; syn vojaka jekaterinburských banských spoločností, desaťročný nastúpil na jekaterinburskú aritmetickú školu, kde kurz ukončil s titulom strojný študent. Medzi niekoľkými mladými ľuďmi bol Polzunov poslaný do Barnaulu do štátnych banských závodov, kde bol v roku 1763 hlavným majstrom. Polzunov, ktorý sa zaoberal konštrukciou strojov s vodnými motormi používanými v hutách a baniach, upozornil na ťažkosti s usporiadaním takýchto strojov v oblastiach vzdialených od riek a usadil sa na myšlienke použitia pary ako motora. Existujú určité dôkazy, ktoré naznačujú, že táto myšlienka sa mu nezjavila nezávisle, ale pod vplyvom Schlatterovej knihy: „A Detailed Instruction to Mining“ (St. Petersburg, 1760), v ktorej desiatej kapitole je prvý ruský opis r. parný stroj, menovite stroj Newcomen. Polzunov sa energicky chopil realizácie svojho nápadu, začal študovať silu a vlastnosti vodnej pary, kreslil výkresy a vyrábal modely. Po zdĺhavom výskume a pokusoch presvedčený o možnosti nahradiť hnaciu silu vody silou pary a dokázať to na modeloch, obrátil sa Polzunov v apríli 1763 na šéfa závodov Kolyvano-Voskresenského generálmajora A. I. Porošina s. list, v ktorom , načrtávajúc motívy, ktoré ho podnietili nájsť novú silu, žiadal o finančné prostriedky na stavbu ním vynájdeného „ohnivého stroja“. Polzunovov projekt bol nahlásený kabinetu Jej Veličenstva so žiadosťou o uvoľnenie sumy potrebnej na stavbu stroja. Podľa správy kabinetu nasledoval dekrét Kataríny II., ktorým „pre väčšie povzbudenie“ udelila Polzunovovi mechanikom plat a hodnosť inžinierskeho kapitána-poručíka, nariadila vydať 400 rubľov ako odmena. a poukázal na to, „ak ho v továrňach nebudú potrebovať, pošlite ho so striebrom do Petrohradu“ na dva-tri roky do Akadémie vied, aby si doplnil vzdelanie. Úrady však Polzunova nenechali odísť a požiadali ho, aby ho na nejaký čas poslali do Akadémie vied, aby ho zrušili, „pretože ho tu extrémne potrebujeme, aby sa do praxe dostal ten stroj fungujúci vo dvojici“. Vzhľadom na to musel Polzunov zostať na Sibíri až do konca prípadu. Dovtedy sa odložilo aj vydanie spomínaných 400 rubľov. Uvoľnili sa mu podľa odhadu, ktorý mu bol predložený, potrebné sumy a materiál a dostal možnosť začať s výstavbou. Polzunov už 20. mája 1765 hlásil, že prípravné práce boli ukončené a stroj bude uvedený do prevádzky v októbri toho istého roku. V tom čase však auto nebolo pripravené. Množstvo nepredvídaných ťažkostí a neskúsenosť robotníkov spomalili postup prác. Navyše veľa materiálov potrebných na stavbu stroja nebolo možné získať na Sibíri. Musel som ich vypísať z Jekaterinburgu a očakávať ich odoslanie do niekoľkých mesiacov. V decembri 1765 Polzunov dokončil auto a minul naň 7435 rubľov. 51 kop. Svoj vynález však nevidel v praxi. Test auta bol naplánovaný v Barnaule na 20. mája 1766 a 16. mája toho istého roku už Polzunov zomrel „na silné krvácanie z hrtana“. Polzunovov stroj pod vedením jeho študentov Levzina a Černitsina roztavil v Barnaule v priebehu dvoch mesiacov 9335 kusov zmeinogorských rúd, no čoskoro bola jeho prevádzka v Barnaule „ako nepotrebná“ ukončená a neexistujú informácie, či bol použitý na tých, ktorí nemal vodné motory Zmeinogorsk závod a Semenovský baňa, kde to pôvodne zamýšľal samotný vynálezca a jeho nadriadení, V roku 1780 bol „stroj zostrojený Polzunovom, ovládaný parou, a konštrukcia rozbitá“. V Barnaulskom banskom múzeu je model Polzunovovho stroja. Polzunovovi nemožno pripísať, ako to niektorí robia, tú česť vynájsť prvý parný stroj. Napriek tomu bol Polzunovov stroj v skutočnosti prvým parným strojom vyrobeným v Rusku, ktorý nebol objednaný zo zahraničia; použitie parného stroja v roku 1765 nie na zdvíhanie vody, ale na iný priemyselný účel, by sa malo považovať za samostatný vynález, pretože v Anglicku bolo prvé použitie parného stroja na čerpanie vzduchu vykonané až v roku 1765.

Hromadenie nových praktických poznatkov v 16. – 17. storočí viedlo k neslýchaným vzostupom ľudského myslenia. Vodné a veterné kolesá otáčajú obrábacie stroje, uvádzajú do pohybu mechy, pomáhajú hutníkom dvíhať rudu z baní, teda tam, kde ľudské ruky nezvládajú ťažkú ​​prácu, prichádza na pomoc energia vody a vetra. Hlavné technologické úspechy tej doby neboli ani tak zásluhou vedcov a vedy, ako usilovnej práce skúsených vynálezcov. Veľké boli najmä úspechy v banskej technike, v ťažbe rôznych rúd a nerastov. Bolo potrebné vyťažiť vyťaženú rudu alebo uhlie z bane, odčerpať spodnú vodu, ktorá bane neustále zaplavovala, neustále privádzať do bane vzduch a vyžadovalo sa množstvo najrozmanitejších prác náročných na ľudskú prácu. nezastavil by sa. Rozvíjajúci sa priemysel si teda imperiálne žiadal stále viac energie a tú mu v tom čase mohli poskytnúť najmä vodné kolesá. Už sa naučili stavať dostatočne silné. V súvislosti s nárastom výkonu kolies sa kov stále viac používa na hriadele a niektoré ďalšie časti. Vo Francúzsku na rieke Seine v roku 1682 majster R. Salem pod vedením A. de Villeho postavil na tú dobu najväčšiu inštaláciu pozostávajúcu z 13 kolies s priemerom 8 m, ktorá slúžila na pohon viac ako 200 čerpadlá, ktoré dodávali vodu do výšky viac ako 160 m a zásobovali vodou fontány vo Versailles a Marly. Prvé továrne na bavlnu používali hydraulický motor. Arkwrightove spriadacie stroje boli od začiatku poháňané vodou. Vodné kolesá však mohli byť inštalované len na rieke, najlepšie plnoprúdovej a rýchlej. A ak sa na brehoch rieky predsa len dala postaviť textilná alebo kovospracujúca továreň, tak ložiská rúd či uhoľné sloje sa museli rozvíjať len v miestach výskytu. A na odčerpávanie podzemnej vody, ktorá zaplavila baňu a vynášanie vyťaženej rudy či uhlia na povrch, bola potrebná aj energia. Preto v baniach vzdialených od riek bolo potrebné využívať len silu zvierat.

Majiteľ anglickej bane si v roku 1702 musel ponechať 500 koní na obsluhu čerpadiel, ktoré odčerpávajú vodu z bane, čo bolo veľmi nerentabilné.

Rozvíjajúci sa priemysel potreboval nové výkonné typy motorov, ktoré by umožnili výrobu kdekoľvek. Prvým impulzom pre vznik nových motorov, ktoré dokážu pracovať kdekoľvek, či už je v blízkosti rieka alebo nie, bola práve potreba čerpadiel a výťahov v hutníctve a baníctve.

Schopnosť pary produkovať mechanickú prácu je človeku známa už dlho. Prvé stopy skutočného inteligentného využívania pary v mechanike sa spomínajú v roku 1545 v Španielsku, keď námorný kapitán

Blasco de Garay skonštruoval stroj, ktorým uviedol do pohybu bočné lopatkové kolesá lode a ktorý bol na príkaz Karola V. prvýkrát otestovaný v barcelonskom prístave, keď loďou prevážal 4 000 centov nákladu tri námorné míle za dve. hodiny. Vynálezca bol odmenený, ale samotný stroj zostal bez použitia a bol odsúdený na zabudnutie.

Koncom 17. storočia sa v krajinách s najrozvinutejšou manufaktúrnou výrobou zrodili prvky novej strojovej techniky využívajúcej vlastnosti a silu vodnej pary.

Skoré pokusy o vytvorenie tepelného motora súviseli s potrebou čerpať vodu z baní, kde sa ťažilo palivo. V roku 1698 Angličan Thomas Savery, bývalý baník a potom kapitán obchodného námorníctva, prvýkrát navrhol čerpanie vody pomocou parného vodného výťahu. Patent, ktorý dostal Savery, znel: „Tento nový vynález zdvíhania vody a získavania pohonu pre všetky druhy výroby pomocou hnacej sily ohňa má veľký význam pre sušenie baní, zásobovanie miest vodou a výrobu hnacej sily pre továrne všetkého druhu. ktorý nemôže využívať vodnú silu ani neustálu prácu vetra." Vodný výťah Severi fungoval na princípe nasávania vody na úkor atmosférického tlaku do komory, kde pri kondenzácii pary so studenou vodou vznikalo riedenie. Severiho parné stroje boli mimoriadne nehospodárne a nepohodlné na prevádzku, nedali sa prispôsobiť na pohon obrábacích strojov, spotrebovali obrovské množstvo paliva, ich účinnosť nebola vyššia ako 0,3 %. Dopyt po čerpaní vody z baní bol však taký veľký, že aj tieto objemné parné stroje čerpacieho typu si získali určitú obľubu.

Thomas Newcomen (1663-1729) – anglický vynálezca, povolaním kováč. Spolu s drotárom J. Cowleym zostrojil parnú pumpu, ktorej pokusy na zlepšenie trvali asi 10 rokov, kým začal správne fungovať. Parný stroj Newcomen nebol univerzálnym motorom. Prednosťou Newcomena je, že bol jedným z prvých, ktorí realizovali myšlienku použitia pary na získanie mechanickej práce. Jeho meno nesie Spoločnosť britských technológov. V roku 1711 Newcomen, Cowley a Savery vytvorili „Spoločnosť vlastníkov práv na vynájdenie zariadenia na zvyšovanie vody ohňom“. Pokiaľ boli títo vynálezcovia držiteľmi patentov na „využívanie sily ohňa“, všetka ich práca na výrobe parných strojov prebiehala v najprísnejšej dôvernosti. Švéd Triwald, ktorý upravoval Newcomenove stroje, napísal: „... vynálezcovia Newcomen a Cowley boli veľmi podozrievaví a opatrní pri zachovávaní tajomstva zostrojenia a využitia svojho vynálezu pre seba a svoje deti. Španielskeho vyslanca pri anglickom dvore, ktorý sa prišiel z Londýna s početným sprievodom cudzincov pozrieť na nový vynález, dokonca nepustili ani do miestnosti, v ktorej sa stroje nachádzali. Ale v 20. rokoch XVIII. storočia platnosť patentu vypršala a mnohí inžinieri začali vyrábať zariadenia na zdvíhanie vody. Objavila sa literatúra, ktorá popisovala tieto nastavenia.

Proces distribúcie univerzálnych parných strojov v Anglicku začiatkom 19. storočia. potvrdzuje obrovský význam nového vynálezu. Ak na desaťročie od roku 1775 do roku 1785. V rokoch 1785 až 1795 bolo vyrobených 66 dvojčinných strojov s celkovou kapacitou 1288 koní. Už bolo vytvorených 144 dvojčinných strojov s celkovým výkonom 2009 k a v nasledujúcich piatich rokoch - od 1795 do 1800. - 79 automobilov s celkovou kapacitou 1296 k

V skutočnosti sa parný stroj v priemysle začal používať v roku 1710, keď anglickí robotníci Newcomen a Cowley prvýkrát postavili parný stroj, ktorý poháňal čerpadlo inštalované v bani, aby z neho odčerpávalo vodu.

Newcomenov stroj však nebol parný stroj v modernom zmysle slova, keďže hnacou silou v ňom stále nebola vodná para, ale tlak vzduchu. Preto bol tento stroj nazývaný "atmosférický". Hoci v stroji vodná para slúžila ako v Severiho stroji najmä na vytvorenie podtlaku vo valci, už tu bol navrhnutý pohyblivý piest - hlavná časť moderného parného stroja.

Na obr. Obrázok 4.1 ukazuje parný výťah Newcomen-Cowley. Pri spúšťaní sacej tyče 1 a záťaže 2 sa piest 4 zdvihol a para vstúpila do valca 5 cez otvorený ventil 7 z kotla 8, ktorého tlak bol mierne vyšší ako atmosférický. Para slúžila na čiastočné zdvihnutie piesta vo valci, hore otvoreného, ​​no jej hlavnou úlohou bolo vytvárať v ňom podtlak. Na tento účel, keď piest stroja dosiahol svoju hornú polohu, bol kohútik 7 zatvorený a studená voda bola vstrekovaná z nádrže 3 cez kohútik 6 do valca. Vodná para rýchlo kondenzovala a atmosférický tlak vrátil piest na spodok valca, čím zdvihol saciu tyč. Kondenzát bol z valca odvádzaný trubicou9, piest sa opäť zdvihol kvôli prívodu pary a opakoval sa vyššie popísaný proces. Newcomenov stroj je dávkový motor.

Newcomenov parný stroj bol dokonalejší ako Saveryho, ľahšie sa ovládal, bol hospodárnejší a produktívnejší. Stroje prvých verzií však pracovali veľmi nehospodárne, na vytvorenie výkonu jednej konskej sily za hodinu sa spálilo až 25 kg uhlia, to znamená, že účinnosť bola asi 0,5%. Zavedením automatického rozdeľovania prúdov pary a vody sa zjednodušila údržba stroja, čas zdvihu piesta sa skrátil na 12–16 minút, čím sa zmenšili rozmery stroja a zlacnila sa konštrukcia. Napriek vysokej spotrebe paliva sa tento typ stroja rýchlo rozšíril. Už v dvadsiatych rokoch XVIII storočia tieto stroje fungovali nielen v Anglicku, ale aj v mnohých európskych krajinách - v Rakúsku, Belgicku, Francúzsku, Maďarsku, Švédsku, takmer storočie sa používali v uhoľnom priemysle a na zásobovanie vodou. do miest. V Rusku bol prvý paro-atmosférický stroj Newcomen nainštalovaný v roku 1772 v Kronštadte na čerpanie vody z doku. O prevalencii strojov Newcomen svedčí skutočnosť, že posledný stroj tohto typu v Anglicku bol demontovaný až v roku 1934.

Ivan Ivanovič Polzunov (1728-1766) je talentovaný ruský vynálezca, ktorý sa narodil v rodine vojaka. V roku 1742 potreboval mechanik závodu v Jekaterinburgu Nikita Bakharev bystrých študentov. Voľba padla na štrnásťročných I. Polzunova a S. Čeremisinova, ktorí ešte študovali na Aritmetickej škole. Teoretická príprava v škole ustúpila praktickému oboznámeniu sa s prácou najmodernejších strojov a zariadení vtedajšieho ruského závodu v Jekaterinburgu. V roku 1748 bol Polzunov preložený do Barnaulu, aby pracoval v továrňach Kolyvano-Voskresensky. Po samoštúdiu kníh z hutníctva a mineralógie v apríli 1763 Polzunov navrhol projekt úplne originálneho parného stroja, ktorý sa od všetkých vtedy známych strojov odlišoval tým, že bol určený na pohon dúchadiel a bol kontinuálnou jednotkou. Polzunov vo svojom memorande o „požiarnom stroji“ z 26. apríla 1763 podľa vlastných slov chcel „ ... pridaním ohnivého stroja zastaviť vodné hospodárstvo a pre tieto prípady ho úplne zničiť a namiesto hrádzí pre pohyblivý základ závodu ho zriadiť tak, aby bol schopný zvládať všetky záťaže, ktoré sú naňho kladené a ktoré sú zvyčajne potrebné na rozdúchavanie ohňa. , niesť a podľa ľubovôle našej, čo bude potrebné, napraviť. A potom napísal: „Aby sme dosiahli túto slávu (ak to sily dovolia) pre vlasť, a aby to bolo v prospech celého ľudu, kvôli veľkým znalostiam o používaní vecí, ktoré ešte nie sú veľmi známy (po vzore iných vied), zaviesť do obyčaje. Vynálezca v budúcnosti sníval o prispôsobení stroja iným potrebám. Projekt I.I. Polzunov bol uvedený do kráľovského úradu v Petrohrade. Rozhodnutie Kataríny II bolo nasledovné: „Jej cisárske veličenstvo nie je len Polzunov, milosrdne potešený, ale pre najväčšie povzbudenie, ktorému sa rozhodla veliť: privítajte Eva, Polzunova, medzi mechanikmi s hodnosťou a platom kapitána poručíka. a daj mu 400 rubľov ako odmenu“ .

Newcomenove stroje, ktoré dokonale fungovali ako zariadenia na zdvíhanie vody, nedokázali uspokojiť naliehavú potrebu univerzálneho motora. Iba vydláždili cestu k vytvoreniu univerzálnych kontinuálnych parných strojov.

V počiatočnom štádiu vývoja parných strojov je potrebné vyzdvihnúť „ohnivý stroj“ ruského banského majstra Polzunova. Motor bol určený na pohon mechanizmov jednej z taviacich pecí závodu Barnaul.

Podľa Polzunovho projektu (obr. 4.2) bola para z kotla (1) privádzaná do jedného povedzme ľavého valca (2), kde zdvihla piest (3) do najvyššej polohy. Potom bol prúd studenej vody (4) vstreknutý z nádrže do valca, čo viedlo ku kondenzácii pary. V dôsledku atmosférického tlaku na piest klesal, zatiaľ čo v pravom valci v dôsledku tlaku pary piest stúpal. Rozvod vody a pary v Polzunovovom stroji bol realizovaný špeciálnym automatickým zariadením (5). Plynulá pracovná sila od piestov stroja sa prenášala na remenicu (6) uloženú na hriadeli, z ktorej sa pohyb prenášal na rozvodné zariadenie vody a pary, napájacie čerpadlo a tiež na pracovný hriadeľ, z ktorého sa dali do pohybu dúchacie mechy.

Polzunovov motor patril k „atmosférickému“ typu, ale v ňom vynálezca najskôr zaviedol súhrn práce dvoch valcov s piestami na jednom spoločnom hriadeli, čím sa zabezpečil rovnomernejší zdvih motora. Keď jeden z valcov bežal na voľnobeh, druhý mal pracovný zdvih. Motor mal automatický rozvod pary a prvýkrát nebol priamo spojený s pracovným strojom. I.I. Polzunov vytvoril svoje auto v mimoriadne ťažkých podmienkach, vlastnými rukami, bez potrebných financií a špeciálnych strojov. Zručných remeselníkov k dispozícii nemal: vedenie závodu vyslalo do Polzunova štyroch študentov a pridelilo dvoch dôchodcov. Sekera a ďalšie jednoduché nástroje používané pri výrobe vtedy konvenčných strojov tu mali len malé uplatnenie. Polzunov musel samostatne navrhnúť a postaviť nové zariadenie pre svoj vynález. Zostrojenie veľkého stroja, vysokého asi 11 metrov, ihneď z plechu, ani netestovaného na modeli, bez špecialistov, si vyžiadalo obrovské úsilie. Auto bolo postavené, ale 27. mája 1766 I.I. Polzunov zomrel na prechodnú spotrebu, nežil týždeň pred testami „veľkého stroja“. Samotný stroj, testovaný Polzunovovými študentmi, ktorý nielen zaplatil za seba, ale priniesol aj zisk, pracoval 2 mesiace, nedostal ďalšie zlepšenie a po poruche bol opustený a zabudnutý. Po Polzunovovom motore prešlo pol storočia, kým sa v Rusku začali používať parné stroje.

James Watt – anglický vynálezca, tvorca univerzálneho parného stroja, člen Kráľovskej spoločnosti v Londýne – sa narodil v Greenocku v Škótsku. Od roku 1757 pôsobil ako mechanik na univerzite v Glasgowe, kde sa zoznámil s vlastnosťami vodnej pary a robil výskum závislosti teploty nasýtenej pary od tlaku. V rokoch 1763-1764 pri úprave modelu Newcomenovho parného stroja navrhol znížiť spotrebu pary oddelením kondenzátora pary od valca. Odvtedy sa začala jeho práca na zdokonaľovaní parných strojov, výskume vlastností pary, stavbe nových strojov atď., ktorá pokračovala po celý jeho život. Na Wattovom pamätníku vo Westminsterskom opátstve je vytesaný nápis: „... použitím sily tvorivého génia na zdokonalenie parného stroja rozšíril produktivitu svojej krajiny, zvýšil silu človeka nad prírodou a zaujal vynikajúce miesto. medzi najslávnejších mužov vedy a skutočných dobrodincov ľudstva.“ Pri hľadaní financií na stavbu svojho motora začal Watt snívať o ziskovej práci mimo Anglicka. Začiatkom 70. rokov povedal svojim priateľom, že „je unavený z vlasti“ a vážne začal hovoriť o presťahovaní do Ruska. Ruská vláda ponúkla anglickému inžinierovi „povolanie podľa jeho vkusu a vedomostí“ a s ročným platom 1000 libier šterlingov. Wattovmu odchodu do Ruska zabránila zmluva, ktorú uzavrel v roku 1772 s kapitalistom Boltonom, majiteľom strojárskeho podniku v Soho pri Birminghame. Bolton už dávno vedel o vynáleze nového, „ohnivého“ stroja, no váhal s dotovaním jeho konštrukcie, pričom pochyboval o praktickej hodnote stroja. S Wattom sa ponáhľal uzavrieť dohodu, až keď reálne hrozil odchod vynálezcu do Ruska. Dohoda spájajúca Watta a Boltona sa ukázala ako veľmi účinná. Bolton sa ukázal ako inteligentný a prezieravý muž. Na nákladoch na stavbu stroja neplatil. Bolton si uvedomil, že génius Watta, oslobodený od malichernej, vyčerpávajúcej starosti o kúsok chleba, sa rozvinie v plnej sile a obohatí podnikavého kapitalistu. Okrem toho bol Bolton sám významným strojným inžinierom. Wattove technické nápady tiež uchvátili. Závod v Soho bol známy svojim prvotriednym vybavením na tie časy a mal kvalifikovaných pracovníkov. Watt preto s nadšením prijal Boltonovu ponuku zriadiť v závode výrobu parných strojov novej konštrukcie. Od začiatku 70. rokov až do konca svojho života zostal Watt hlavným mechanikom závodu. Koncom roku 1774 postavila továreň v Soho prvý dvojčinný stroj.

Newcomenov stroj bol za storočie svojej existencie značne vylepšený, no zostal „atmosférický“ a nevyhovoval potrebám rýchlo rastúcej technológie výrobnej výroby, ktorá si vyžadovala organizáciu rotačného pohybu vysokou rýchlosťou.

Hľadanie mnohých vynálezcov bolo zamerané na dosiahnutie cieľa. Len v Anglicku bolo v poslednej štvrtine 18. storočia vydaných viac ako tucet patentov na univerzálne motory rôznych systémov. Iba Jamesovi Wattovi sa však podarilo ponúknuť priemyslu univerzálny parný stroj.

Watt začal svoju prácu na parnom stroji takmer súčasne s Polzunovom, ale za iných podmienok. V Anglicku v tom čase priemysel prekvital. Watta aktívne podporoval Bolton, majiteľ niekoľkých tovární v Anglicku, ktorý sa neskôr stal jeho partnerom, parlamentom, a mal možnosť využiť vysokokvalifikovaný inžiniersky personál. V roku 1769 si Watt nechal patentovať parný stroj s oddeleným kondenzátorom a následne využitie nadmerného tlaku pary v motore, čo výrazne znížilo spotrebu paliva. Watt bol právom tvorcom parného piestového motora.

Na obr. 4.3 je znázornená schéma jedného z prvých Wattových parných strojov. Parný kotol 1 je spojený s piestovým valcom 3 parným potrubím 2, ktorým je para periodicky privádzaná do hornej dutiny nad piestom 4 a do spodnej dutiny pod piestom valca. Tieto dutiny sú spojené s kondenzátorom potrubím5, kde dochádza ku kondenzácii výfukovej pary so studenou vodou a vytváraniu podtlaku. Stroj má vyvažovačku 6, ktorá spája piest s kľukovým hriadeľom pomocou ojnice 7, na konci ktorej je namontovaný zotrvačník 8.

Prvýkrát bol v stroji aplikovaný princíp dvojitého pôsobenia pary, ktorý spočíva v tom, že čerstvá para sa do valca stroja vpúšťa striedavo do komôr na oboch stranách piesta. Wattovo zavedenie princípu expanzie pary spočívalo v tom, že čerstvá para sa do valca vpúšťala len na časť zdvihu piesta, potom sa para prerušila a v dôsledku expanzie pary a poklesu tlaku sa vykonal ďalší pohyb piesta. jeho tlak.

Vo Wattovom stroji teda nebol rozhodujúcou hnacou silou atmosférický tlak, ale elasticita vysokotlakovej pary, ktorá uvádza piest do pohybu. Nový princíp parnej prevádzky si vyžiadal úplnú zmenu konštrukcie stroja, najmä valca a rozvodu pary. Na odstránenie kondenzácie pary vo valci Watt najskôr zaviedol parný plášť valca, pomocou ktorého začal parou ohrievať jeho pracovné steny a izoloval vonkajšiu stranu parného plášťa. Keďže Watt vo svojom stroji nedokázal použiť mechanizmus ojnice a kľuky na vytvorenie rovnomerného rotačného pohybu (ochranný patent na takýto prevod si dal francúzsky vynálezca Picard), v roku 1781 si nechal patentovať päť spôsobov premeny kývavý pohyb do súvislého rotačného pohybu. Najprv na tento účel používal planetárne alebo solárne koleso. Nakoniec Watt predstavil odstredivý regulátor otáčok na zmenu množstva pary privádzanej do valca stroja so zmenou počtu otáčok. Watt tak vo svojom parnom stroji stanovil základné princípy konštrukcie a činnosti moderného parného stroja.

Wattove parné stroje pracovali na nízkotlakovú nasýtenú paru 0,2–0,3 MPa pri nízkom počte otáčok za minútu. Takto upravené parné stroje poskytovali vynikajúce výsledky, niekoľkonásobne znížili spotrebu uhlia na hp/h (koní za hodinu) v porovnaní s Newcomenovými strojmi a vytlačili vodné koleso z ťažobného priemyslu. V polovici 80-tych rokov XVIII storočia. Konštrukcia parného stroja bola napokon vyvinutá a z dvojčinného parného stroja sa stal univerzálny tepelný stroj, ktorý našiel široké uplatnenie takmer vo všetkých odvetviach hospodárstva v mnohých krajinách. V 19. storočí sa rozšírili šachtové zdvíhacie parné elektrárne, parné dúchadlá, valcovacie parné elektrárne, parné buchary, parné čerpadlá atď.

Ďalšie zvýšenie účinnosti Parnú elektráreň dosiahol Wattov súčasník Arthur Wolf v Anglicku zavedením viacnásobnej expanzie pary za sebou v 2, 3 a dokonca 4 stupňoch, pričom para prechádzala z jedného valca stroja do druhého.

Odmietnutie vyvažovača a použitie viacnásobnej expanzie pary viedlo k vytvoreniu nových konštrukčných foriem strojov. Dvojexpanzné motory sa začali formovať do podoby dvoch valcov – vysokotlakového valca (HPC) a nízkotlakového valca (LPC), do ktorých sa dostávala výfuková para po HPC. Valce boli umiestnené buď horizontálne (zložený stroj, obr. 4.4, a), alebo sekvenčne, keď oba piesty sedia na spoločnej tyči (tandemový stroj, obr. 4.4, b).

Veľký význam pre zvýšenie efektivity. parné stroje začali v polovici 19. storočia využívať prehriatu paru s teplotou až 350 °C, čo umožnilo znížiť spotrebu paliva na 4,5 kg/hp/h. Využitie prehriatej pary ako prvý navrhol francúzsky vedec G.A. Girnom.

George Stephenson (1781 – 1848), ktorý sa narodil v robotníckej rodine, pracoval v uhoľných baniach v Newcastli, kde pracovali aj jeho otec a starý otec. Veľa sa vzdelával, študoval fyziku, mechaniku a iné vedy, mal záujem o vynálezcovskú činnosť. Stephensonove vynikajúce schopnosti ho priviedli na miesto mechanika av roku 1823 bol vymenovaný za hlavného inžiniera spoločnosti pre stavbu prvej verejnej železnice Stockton-Darlington; to mu otvorilo veľké možnosti pre dizajnérsku a invenčnú prácu.

V Rusku prvé parné lokomotívy postavili ruskí mechanici a vynálezcovia Čerepanovovci - Efim Alekseevič (otec, 1774-1842) a Miron Efimovič (syn, 1803-1849), ktorí pracovali v továrňach Nižný Tagil a boli bývalými nevoľníkmi továrne. majitelia Demidovs. Z Čerepanovcov sa samovzdelávaním stali vzdelaní ľudia, navštevovali továrne Petrohrad a Moskva, Anglicko a Švédsko. Za vynaliezavú činnosť dostali Miron Cherepanov a jeho manželka v roku 1833 slobodu. Efim Čerepanov a jeho manželka dostali slobodu v roku 1836. Čerepanovci vytvorili asi 20 rôznych parných strojov, ktoré pracovali v továrňach Nižný Tagil.

Vysoký tlak pary pre parné stroje prvýkrát použil Oliver Evans v Amerike. To viedlo k ďalšiemu zníženiu spotreby paliva až o 3 kg/hp/h. Neskôr konštruktéri parných lokomotív začali používať viacvalcové parné stroje, pretlakovú paru a obracacie zariadenie.

V XVIII storočí. bola úplne pochopiteľná túžba použiť parný stroj na pozemnú a vodnú dopravu. Vo vývoji parných strojov boli samostatným smerom lokomotívy - mobilné parné elektrárne. Prvú inštaláciu tohto typu vyvinul anglický staviteľ John Smith. V skutočnosti sa rozvoj parnej dopravy začal inštaláciou požiarnych rúr do teplovzdušných kotlov, čím sa výrazne zvýšil ich parný výkon.

Uskutočnilo sa veľa pokusov o vývoj parných rušňov – parných lokomotív, stavali sa prevádzkové modely (obr. 4.5, 4.6). Z nich vyniká parná lokomotíva Rocket zostrojená talentovaným anglickým vynálezcom Georgeom Stephensonom (1781–1848) v roku 1825 (pozri obr. 4.6, a, b).

Rocket nebola prvou parnou lokomotívou, ktorú navrhol a postavil Stephenson, ale táto bola v mnohých ohľadoch lepšia a na špeciálnej výstave v Rayhill bola zvolená za najlepšiu lokomotívu a odporúčaná pre novú železnicu Liverpool-Manchester, ktorá sa v tom čase stala príkladnou. . V roku 1823 Stephenson zorganizoval prvý závod na výrobu lokomotív v Newcastli. V roku 1829 bola v Anglicku zorganizovaná súťaž o najlepšiu parnú lokomotívu, ktorej víťazom sa stal stroj J. Stephensona. Jeho parná lokomotíva „Rocket“, vyvinutá na báze požiarneho kotla, s hmotnosťou vlaku 17 ton, vyvinula rýchlosť 21 km / h. Neskôr sa rýchlosť "rakety" zvýšila na 45 km / h.

Železnice začali hrať v XVIII storočí. obrovskú úlohu. Prvú osobnú železnicu v Rusku s dĺžkou 27 km z rozhodnutia cárskej vlády postavili zahraniční podnikatelia v roku 1837 medzi Petrohradom a Pavlovskom. Dvojkoľajová železnica z Petrohradu do Moskvy začala fungovať v roku 1851.

V roku 1834 postavili otec a syn Čerepanovovci prvú ruskú parnú lokomotívu (pozri obr. 4.6, c, d), ktorá prepravovala náklad 3,5 tony rýchlosťou 15 km/h. Ich následné parné lokomotívy viezli náklad s hmotnosťou 17 ton.

Od začiatku 18. storočia sa pokúšali využiť parný stroj vo vodnej doprave. Je napríklad známe, že francúzsky fyzik D. Papin (1647–1714) zostrojil čln poháňaný parným strojom. Je pravda, že Papin v tejto veci nedosiahol úspech.

Problém vyriešil americký vynálezca Robert Fulton (1765–1815), ktorý sa narodil v meste Little Briton (dnes Fulton) v Pensylvánii. Je zaujímavé poznamenať, že prvé veľké úspechy pri vytváraní parných strojov pre priemysel, železničnú a vodnú dopravu pripadli talentovaným ľuďom, ktorí získavali vedomosti prostredníctvom sebavzdelávania. Fulton nebol v tomto smere výnimkou. Fulton, ktorý sa neskôr stal strojným inžinierom, pochádzal z chudobnej rodiny a spočiatku sa veľa vzdelával. Fulton žil v Anglicku, kde sa zaoberal výstavbou hydraulických konštrukcií a riešením množstva iných technických problémov. Vo Francúzsku (v Paríži) postavil ponorku Nautilus a parnú loď, ktorá bola testovaná na rieke Seine. Ale toto všetko bol len začiatok.

Skutočný úspech prišiel do Fultonu v roku 1807: po návrate do Ameriky zostrojil kolesový parník Clermont s nosnosťou 15 ton, poháňaný parným strojom s výkonom 20 k. s., ktorá v auguste 1807 uskutočnila prvý let z New Yorku do Albany s dĺžkou asi 280 km.

Ďalší rozvoj lodnej dopravy, riečnej aj námornej, išiel pomerne rýchlo. Uľahčil to prechod z drevených na oceľové konštrukcie lodí, rast výkonu a rýchlosti parných strojov, zavedenie lodnej skrutky a množstvo ďalších faktorov.

S vynálezom parného stroja sa človek naučil premieňať energiu sústredenú v palive na pohyb, na prácu.

Parný stroj je jedným z mála vynálezov v histórii, ktorý dramaticky zmenil obraz sveta, spôsobil revolúciu v priemysle, doprave a dal impulz novému vzostupu vedeckého poznania. Bol univerzálnym motorom priemyslu a dopravy počas celého 19. storočia, no svojimi schopnosťami už nespĺňal požiadavky na motory, ktoré vznikli v súvislosti s výstavbou elektrární a používaním rýchlobežných mechanizmov koncom 19. storočia.

Namiesto pomalobežného parného stroja vstupuje do technickej sféry ako nový tepelný stroj rýchlobežná turbína s vyššou účinnosťou.

História vývoja parného stroja je dostatočne podrobne popísaná v tomto článku. Tu sú najznámejšie riešenia a vynálezy z čias 1672-1891.

Prvá práca.

Začnime tým, že ešte v sedemnástom storočí sa para začala považovať za dopravný prostriedok, robili sa s ňou všelijaké experimenty a až v roku 1643 Evangelista Torricelli objavil silové pôsobenie tlaku pary. Christian Huygens o 47 rokov neskôr skonštruoval prvý energetický stroj poháňaný výbuchom strelného prachu vo valci. Bol to prvý prototyp spaľovacieho motora. Na podobnom princípe je usporiadaný stroj na príjem vody opáta Otfeyho. Čoskoro sa Denis Papin rozhodol nahradiť silu výbuchu menej silnou silou pary. V roku 1690 postavili prvý parný stroj, známy aj ako parný kotol.

Pozostával z piestu, ktorý sa pomocou vriacej vody posúval vo valci nahor a následným ochladzovaním sa opäť spúšťal – tak vznikla sila. Celý proces prebiehal takto: pod valcom, ktorý súčasne plnil funkciu kotla, bola umiestnená pec; keď bol piest v hornej polohe, pec sa posunula späť, aby sa uľahčilo chladenie.

Neskôr dvaja Angličania, Thomas Newcomen a Cowley, jeden kováč a druhý sklenár, vylepšili systém tým, že oddelili kotol a valec a pridali nádrž so studenou vodou. Tento systém fungoval pomocou ventilov alebo kohútikov, jedného na paru a jedného na vodu, ktoré sa striedavo otvárali a zatvárali. Potom Angličan Bayton prerobil ovládanie ventilov na skutočne taktované.

Využitie parných strojov v praxi.

Newcomenov stroj sa čoskoro stal známym všade a najmä bol vylepšený systémom dvojitej akcie, ktorý vyvinul James Watt v roku 1765. Teraz parný stroj Ukázalo sa, že je dostatočne kompletné na použitie vo vozidlách, hoci vzhľadom na svoju veľkosť bolo vhodnejšie pre stacionárne inštalácie. Watt ponúkol svoje vynálezy aj priemyslu; staval aj stroje pre textilné továrne.

Prvý parný stroj používaný ako dopravný prostriedok vynašiel Francúz Nicolas Joseph Cugnot, inžinier a amatérsky vojenský stratég. V roku 1763 alebo 1765 vytvoril auto, ktoré dokázalo prepraviť štyroch pasažierov pri priemernej rýchlosti 3,5 a maximálne 9,5 km/h. Po prvom pokuse nasledoval druhý - objavilo sa auto na prepravu zbraní. Testovala ho, samozrejme, armáda, no pre nemožnosť dlhodobej prevádzky (nepretržitý cyklus nového stroja nepresiahol 15 minút) sa vynálezca podpory od úradov a finančníkov nedočkal. Medzitým v Anglicku parný stroj zdokonaľovali. Po niekoľkých neúspešných Wattových pokusoch Moora, Williama Murdocha a Williama Symingtona sa objavilo koľajové vozidlo Richarda Travisicka, ktoré objednala Welsh Colliery. Na svet prišiel aktívny vynálezca: z podzemných baní sa dostal na zem a v roku 1802 predstavil ľudstvu výkonný osobný automobil, ktorý dosahoval rýchlosť 15 km/h na rovine a 6 km/h na stúpaní.

Vozidlá poháňané trajektom sa čoraz častejšie používali aj v Spojených štátoch: Nathan Reed v roku 1790 prekvapil obyvateľov Philadelphie svojím model parného auta. Ešte slávnejším sa však stal jeho krajan Oliver Evans, ktorý o štrnásť rokov neskôr vynašiel obojživelné vozidlo. Po napoleonských vojnách, počas ktorých sa nerobili „automobilové experimenty“, sa opäť začalo pracovať na vynález a zdokonalenie parného stroja. V roku 1821 sa dal považovať za dokonalý a celkom spoľahlivý. Odvtedy každý krok vpred v oblasti vozidiel na parný pohon určite prispel k vývoju vozidiel budúcnosti.

V roku 1825 zorganizoval Sir Goldsworth Gurney na 171 km dlhom úseku z Londýna do Bathu prvú osobnú linku. Zároveň používal ním patentovaný koč, ktorý mal parný stroj. To bol začiatok éry rýchlostných cestných povozov, ktoré však v Anglicku zanikli, no rozšírili sa v Taliansku a Francúzsku. Takéto vozidlá dosiahli svoj najvyšší vývoj, keď sa v roku 1873 objavili „Curts“ od Amede Balle s hmotnosťou 4 500 kg a „Mansel“ – kompaktnejšie, vážiace niečo cez 2 500 kg a dosahujúce rýchlosť 35 km/h. Obaja boli predchodcami techniky, ktorá sa stala charakteristickou pre prvé „skutočné“ autá. Napriek vysokej rýchlosti účinnosť parného motora bol veľmi malý. Bolle bol ten, kto si dal patentovať prvý dobre fungujúci systém riadenia, usporiadal ovládanie a ovládače tak dobre, že to na palubnej doske vidíme dodnes.

Napriek obrovskému pokroku v oblasti spaľovacích motorov, parný pohon stále zabezpečoval rovnomernejší a plynulejší chod stroja, a preto mal mnoho priaznivcov. Rovnako ako Bollet, ktorý postavil iné ľahké autá, ako Rapide v roku 1881 s rýchlosťou 60 km/h, Nouvelle v roku 1873, ktorý mal prednú nápravu s nezávislým zavesením kolies, Leon Chevrolet uviedol na trh v rokoch 1887 až 1907 niekoľko automobilov s ľahký a kompaktný parný generátor, ktorý si nechal patentovať v roku 1889. Spoločnosť De Dion-Bouton, založená v Paríži v roku 1883, vyrábala autá na parný pohon prvých desať rokov svojej existencie a dosiahla v tom významný úspech – jej autá vyhrali v roku 1894 preteky Paríž – Rouen.

Úspech Panharda et Levassora v používaní benzínu však viedol De Diona k prechodu na spaľovacie motory. Keď bratia Bolleovci prevzali firmu svojho otca, urobili to isté. Potom spoločnosť Chevrolet prebudovala svoju výrobu. Autá poháňané parou mizli z obzoru čoraz rýchlejšie, hoci sa v USA používali už pred rokom 1930. Práve v tomto momente sa výroba zastavila a vynález parných strojov

História parných strojov siaha až do 1. storočia nášho letopočtu, kedy Herón Alexandrijský prvýkrát opísal aeolipil. O viac ako 1500 rokov neskôr, v roku 1551, osmanský vedec Takiyuddin al-Shami opísal primitívne turbíny poháňané parou a v roku 1629 urobil Giovanni Branca podobný objav. Týmito zariadeniami boli ražne alebo malé ozubené kolesá na pečenie v pare. V podstate takéto návrhy použili vynálezcovia na demonštráciu sily pary a dôkaz, že ju netreba podceňovať.

V roku 1700 čelili baníci vážnej výzve - potrebe odčerpávať vodu z hlbinných baní. Na pomoc prišla rovnaká sila pary. Pomocou parnej energie bolo možné odčerpávať vodu z baní. Táto aplikácia odomkla potenciálnu silu pary a viedla k vynálezu parného stroja. Neskôr prišli parné elektrárne. Hlavným princípom fungovania parných strojov je „kondenzácia vodnej pary za vzniku čiastočného vákua“.

Thomas Savery a prvé priemyselné motory

Thomas Savery prvýkrát vynašiel parné čerpadlo v roku 1698 na čerpanie vody. Tento vynález sa často označuje ako "požiarny stroj" alebo motor na "zvyšovanie vody ohňom". Parné čerpadlo, patentované spoločnosťou Severi, fungovalo varením vody, kým sa úplne nepremenila na paru. Potom každá kvapka pary vystúpila do nádrže a v nádobe, kde bola pôvodne voda, sa vytvorilo vákuum. Toto vákuum slúžilo na čerpanie vody z hlbinných baní. Riešenie sa však ukázalo ako dočasné, pretože energia pary stačila len na odčerpanie vody z hĺbky niekoľkých metrov. Ďalšou nevýhodou tejto konštrukcie bolo použitie tlaku pary na vytiahnutie vody nasatej do nádrže. Tlak bol pre kotly príliš vysoký, čo spôsobilo sériu prudkých výbuchov.

Nízkotlakové stroje

Vysokú spotrebu uhlia parných strojov Newcomen znížili inovácie Jamesa Watta. Valec nízkotlakového stroja bol vybavený tepelnou ochranou, samostatným kondenzátorom a odvodom kondenzovanej vody. Spotreba uhlia v nízkotlakových strojoch sa tak znížila o viac ako 50 %.

Ivan Polzunov a prvý dvojvalcový parný stroj

Ivan Polzunov vynašiel prvý parný stroj v Rusku. Jeho dvojvalcový parný motor bol výkonnejší ako britské motory s prirodzeným nasávaním. Dosahovali výkon 24 kW. Model Polzunovho dvojvalcového parného stroja je vystavený v Barnaulovom múzeu.

Parný stroj Thomas Newcomen

V roku 1712 Thomas Newcomen vynašiel parný stroj, ktorý bol z praktického hľadiska veľmi úspešný. Jeho model pozostával z piestu alebo valca, ktorý poháňal obrovskú drevenú palubu, aby poháňal vodné čerpadlo. Spätný zdvih v stroji bol spôsobený gravitáciou, ktorá tlačila nadol koniec plošiny zo strany čerpadla. Newcomenov stroj sa aktívne používal 50 rokov. Potom to bolo uznané ako neúčinné, pretože na aktívne fungovanie vyžadovalo veľa energie. Valec bolo potrebné zahriať, keďže neustále chladol, v dôsledku čoho sa spálilo veľa paliva.

Vylepšenia od Jamesa Watta

James Watt urobil skutočnú revolúciu v histórii vývoja parných strojov zavedením samostatného kondenzátora do pôvodného dizajnu. Túto novinku predstavil v roku 1765. Ale až o 11 rokov neskôr bolo možné dosiahnuť dizajn, ktorý by sa dal použiť v priemyselnom meradle. Najväčším problémom pri realizácii Wattovej myšlienky bola technológia na vytvorenie obrovského piestu na udržanie správneho množstva vákua. Technológia však čoskoro urobila veľký pokrok a akonáhle patent získal dostatočné finančné prostriedky, parný stroj Watt sa začal aktívne používať na železnici a lodiach. V USA bolo v rokoch 1897 až 1927 poháňaných parnými strojmi viac ako 60 000 áut.

Vysokotlakové stroje

V roku 1800 Richard Trevithick vynašiel vysokotlakový parný stroj. V porovnaní so všetkými predtým vynájdenými konštrukciami parných strojov bola táto možnosť najvýkonnejšia. Ale dizajn navrhnutý Oliverom Evansom bol skutočne úspešný. Bol založený na myšlienke poháňať motor parou namiesto kondenzácie pary, aby sa vytvorilo vákuum. Evans vynašiel prvý vysokotlakový nekondenzačný parný stroj v roku 1805. Stroj bol nehybný a vyvíjal 30 otáčok za minútu. Tento stroj sa pôvodne používal na pohon píl. Takéto stroje boli podporované obrovskými zásobníkmi vody, ktoré boli ohrievané zdrojom tepla umiestneným priamo pod zásobníkom, čo umožňovalo efektívne vytvárať správne množstvo pary.

Tieto parné stroje sa čoskoro rozšírili v motorových člnoch a na železnici v roku 1802 a 1829. Takmer o pol storočia neskôr sa objavili prvé parné autá. Charles Algernon Parsons vynašiel prvú parnú turbínu v roku 1880. Začiatkom 20. storočia boli parné stroje široko používané v automobiloch a lodiarstve.

Cornish parné stroje

Richard Trevetick sa pokúsil vylepšiť parné čerpadlo, ktoré vynašiel Watt. Bol upravený na použitie v cornwallských kotloch, ktoré vynašiel Trevetick. Účinnosť cornwallského parného stroja výrazne zlepšili William Sims, Arthur Woolf a Samuel Gruz. Aktualizované cornwallské parné stroje pozostávali z izolovaných potrubí, motora a kotlov na zvýšenie účinnosti.

V kontakte s

Záujem o vodnú paru ako o cenovo dostupný zdroj energie sa objavil spolu s prvými vedeckými poznatkami staroveku. Ľudia sa snažia túto energiu skrotiť už tri tisícročia. Aké sú hlavné fázy tejto cesty? Koho úvahy a projekty naučili ľudstvo vyťažiť z toho maximálny úžitok?

Predpoklady pre vznik parných strojov

Potreba mechanizmov, ktoré môžu uľahčiť procesy náročné na prácu, vždy existovala. Približne do polovice 18. storočia na tento účel slúžili veterné mlyny a vodné kolesá. Možnosť využitia veternej energie priamo závisí od rozmarov počasia. A na používanie vodných kolies bolo potrebné postaviť továrne pozdĺž brehov riek, čo nie je vždy pohodlné a účelné. A účinnosť oboch bola extrémne nízka. Bol potrebný zásadne nový motor,ľahko zvládnuteľné a bez týchto nedostatkov.

História vynálezu a zdokonalenia parných strojov

Vytvorenie parného stroja je výsledkom mnohých úvah, úspechu a neúspechu nádejí mnohých vedcov.

Začiatok cesty

Prvé, jednotlivé projekty boli len zaujímavými kuriozitami. Napríklad, Archimedes postavil parnú pištoľ Volavka Alexandrijská využíval energiu pary na otváranie dverí starovekých chrámov. A výskumníci nachádzajú poznámky o praktickom použití energie pary na aktiváciu iných mechanizmov v prácach Leonardo da Vinci.

Zvážte najvýznamnejšie projekty na túto tému.

V 16. storočí vyvinul arabský inžinier Tagi al Din návrh primitívnej parnej turbíny. Pre silné rozptýlenie prúdu pary privádzaného do lopatiek turbínového kolesa však nenašlo praktické uplatnenie.

Rýchly posun vpred do stredovekého Francúzska. Fyzik a talentovaný vynálezca Denis Papin sa po mnohých neúspešných projektoch zastaví pri nasledujúcom návrhu: vertikálny valec bol naplnený vodou, nad ktorou bol nainštalovaný piest.

Valec sa zahrial, voda sa zovrela a odparila. Expandujúca para zdvihla piest. Bol upevnený v hornom bode stúpania a očakávalo sa, že valec sa ochladí a para bude kondenzovať. Po kondenzácii pary sa vo valci vytvorilo vákuum. Piest, uvoľnený z upevnenia, sa pôsobením atmosférického tlaku dostal do vákua. Práve tento pád piestu mal slúžiť ako pracovný zdvih.

Užitočný zdvih piestu bol teda spôsobený vytvorením vákua v dôsledku kondenzácie pary a vonkajšieho (atmosférického) tlaku.

Pretože Papinov parný stroj ako väčšina nasledujúcich projektov sa nazývali parno-atmosférické stroje.

Tento dizajn mal veľmi významnú nevýhodu - opakovateľnosť cyklu nebola poskytnutá. Denis prichádza s myšlienkou získať paru nie vo valci, ale samostatne v parnom kotli.

Denis Papin sa zapísal do histórie vzniku parných strojov ako vynálezca veľmi dôležitého detailu – parného kotla.

A keďže začali prijímať paru mimo valca, samotný motor prešiel do kategórie motorov s vonkajším spaľovaním. Ale kvôli chýbajúcemu distribučnému mechanizmu, ktorý by zabezpečil neprerušovanú prevádzku, tieto projekty len ťažko našli praktické uplatnenie.

Nová etapa vo vývoji parných strojov

Asi 50 rokov sa používa na čerpanie vody v uhoľných baniach. Parné čerpadlo Thomasa Newcomena. Z veľkej časti zopakoval predchádzajúce návrhy, no obsahoval veľmi dôležité novinky – potrubie na odvod skondenzovanej pary a poistný ventil na vypúšťanie prebytočnej pary.

Jeho významnou nevýhodou bolo, že valec sa musel pred vstreknutím pary zahriať a potom pred kondenzáciou ochladiť. Potreba takýchto motorov však bola taká vysoká, že napriek zjavnej neefektívnosti posledné kópie týchto strojov slúžili až do roku 1930.

V roku 1765 anglický mechanik James Watt, zapojený do zlepšovania Newcomenovho stroja, oddelil kondenzátor od parného valca.

Bolo možné udržiavať valec neustále zahrievaný. Účinnosť stroja sa okamžite zvýšila. V nasledujúcich rokoch Watt výrazne zlepšil svoj model a vybavil ho zariadením na privádzanie pary z jednej strany na druhú.

Tento stroj bolo možné použiť nielen ako čerpadlo, ale aj na pohon rôznych obrábacích strojov. Watt dostal patent na svoj vynález – kontinuálny parný stroj. Začína sa masová výroba týchto strojov.

Začiatkom 19. storočia fungovalo v Anglicku viac ako 320 wattových parných strojov. Začali ich kupovať aj ďalšie európske krajiny. To prispelo k výraznému zvýšeniu priemyselnej výroby v mnohých priemyselných odvetviach, ako v samotnom Anglicku, tak aj v susedných štátoch.

O dvadsať rokov skôr ako Watt v Rusku pracoval na projekte parného stroja altajský mechanik Ivan Ivanovič Polzunov.

Vedenie továrne mu navrhlo postaviť agregát, ktorý by poháňal dúchadlo taviacej pece.

Stroj, ktorý zostrojil, bol dvojvalcový a zabezpečoval nepretržitú prevádzku k nemu pripojeného zariadenia.

Po úspešnom fungovaní viac ako jeden a pol mesiaca začal kotol vytekať. Samotný Polzunov v tom čase už nežil. Auto nebolo opravené. A na úžasný výtvor jediného ruského vynálezcu sa zabudlo.

Kvôli zaostalosti vtedajšieho Ruska svet sa o vynáleze I. I. Polzunova dozvedel s veľkým oneskorením ....

Na pohon parného stroja je teda potrebné, aby para generovaná parným kotlom, expandujúca, tlačila na piest alebo na lopatky turbíny. A potom sa ich pohyb preniesol na ďalšie mechanické časti.

Využitie parných strojov v doprave

Napriek tomu, že účinnosť vtedajších parných strojov nepresiahla 5%, koncom 18. storočia sa začali aktívne používať v poľnohospodárstve a doprave:

• vo Francúzsku je auto s parným strojom;
• v USA začína premávať parník medzi mestami Philadelphia a Burlington;
• v Anglicku bola predvedená železničná lokomotíva na parný pohon;
• ruský roľník z provincie Saratov si nechal patentovať ním vyrobený húsenkový traktor s výkonom 20 koní. s.;
• Opakovane sa robili pokusy postaviť lietadlo s parným motorom, ale, žiaľ, nízky výkon týchto agregátov s veľkou hmotnosťou lietadla spôsobil, že tieto pokusy boli neúspešné.

Koncom 19. storočia parné stroje, ktoré zohrali svoju úlohu v technickom pokroku spoločnosti, ustúpili elektromotorom.

Parné zariadenia v XXI storočí

S príchodom nových zdrojov energie v 20. a 21. storočí sa opäť objavuje potreba využívania parnej energie. Parné turbíny sa stávajú neoddeliteľnou súčasťou jadrových elektrární. Para, ktorá ich poháňa, sa získava z jadrového paliva.

Tieto turbíny majú široké využitie aj v kondenzačných tepelných elektrárňach.

V mnohých krajinách sa uskutočňujú experimenty na získanie pary vďaka slnečnej energii.

Nezabúda sa ani na piestové parné stroje. V horských oblastiach ako lokomotíva parné lokomotívy sa stále používajú.

Títo spoľahliví pracovníci sú bezpečnejší a lacnejší. Nepotrebujú elektrické vedenie a palivo - drevo a lacné uhlie - sú vždy po ruke.

Moderné technológie umožňujú zachytiť až 95 % emisií do ovzdušia a zvýšiť účinnosť až o 21 %, takže sa ľudia rozhodli, že sa s nimi ešte nerozídu a pracujú na novej generácii parných rušňov.

Ak by vám bola táto správa užitočná, rád vás uvidím