介紹蒸汽機(jī)什么時(shí)候發(fā)明的
蒸汽機(jī)的出現(xiàn)曾引起了18世紀(jì)的工業(yè)革命。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的介紹蒸汽機(jī)什么時(shí)候發(fā)明的,希望能幫到你。
介紹蒸汽機(jī)什么時(shí)候發(fā)明的
世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī)是古希臘的亞歷山大利亞城的希羅于1世紀(jì)發(fā)明的風(fēng)光管,不過它只不過是一個(gè)玩具而已。
16世紀(jì)末到17世紀(jì)后期,英國(guó)的采礦業(yè),特別是煤礦,已發(fā)展到相當(dāng)?shù)囊?guī)模,單靠人力、畜力已難以滿足排除礦井地下水的要求,而現(xiàn)場(chǎng)又有豐富而廉價(jià)的煤作為燃料。現(xiàn)實(shí)的需要促使許多人,如英國(guó)的帕潘、薩弗里、紐科門等就致力于“以火力提水”的探索和試驗(yàn)。
薩弗里制成的世界上第一臺(tái)實(shí)用的蒸汽提水機(jī),在1698年取得標(biāo)名為“礦工之友”的英國(guó)專利。他將一個(gè)蛋形容器先充滿蒸汽,然后關(guān)閉進(jìn)汽閥,在容器外噴淋冷水使容器內(nèi)蒸汽冷凝而形成真空。打開進(jìn)水閥,礦井底的水受大氣壓力作用經(jīng)進(jìn)水管吸入容器中;關(guān)閉進(jìn)水閥,重開進(jìn)汽閥,靠蒸汽壓力將容器中的水經(jīng)排水閥壓出。待容器中的水被排空而充滿蒸汽時(shí),關(guān)閉進(jìn)汽閥和排水閥,重新噴水使蒸汽冷凝。如此反復(fù)循環(huán),用兩個(gè)蛋形容器交替工作,可連續(xù)排水。
薩弗里的提水機(jī)依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超過六米。為了從幾十米深的礦井汲水,須將提水機(jī)裝在礦井深處,用較高的蒸汽壓力才能將水壓到地面上,這在當(dāng)時(shí)無疑是困難而又危險(xiǎn)的。
紐科門及其助手卡利在1705年發(fā)明了大氣式蒸汽機(jī),用以驅(qū)動(dòng)獨(dú)立的提水泵,被稱為紐科門大氣式蒸汽機(jī)。這種蒸汽機(jī)先在英國(guó),后來在歐洲大陸得到迅速推廣,它的改型產(chǎn)品直到19世紀(jì)初還在制造。紐科門大氣式蒸汽機(jī)的熱效率很低,這主要是由于蒸汽進(jìn)入汽缸時(shí),在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,只在煤價(jià)低廉的產(chǎn)煤區(qū)才得到推廣。
1764年,英國(guó)的儀器修理工詹姆斯·瓦特為格拉斯哥大學(xué)修理紐可門蒸汽機(jī)模型時(shí),注意到了這一缺點(diǎn),并于1765年發(fā)明了設(shè)有與汽缸壁分開的凝汽器的蒸汽機(jī),并于1769年取得了英國(guó)的專利。初期的瓦特蒸汽機(jī)仍用平衡杠桿和拉桿機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)提水泵,為了從凝汽器中抽除凝結(jié)水和空氣,瓦特裝設(shè)了抽氣泵。他還在汽缸外壁加裝夾層,用蒸汽加熱汽缸壁,以減少冷凝損失。
1782年前后,瓦特將機(jī)器進(jìn)一步改進(jìn),完成了兩項(xiàng)重要發(fā)明:在活塞工作行程的中途,關(guān)閉進(jìn)汽閥,使蒸汽膨脹作功以提高熱效率;使蒸汽在活塞兩面都作功(雙作用式),以提高輸出功率。這時(shí)的活塞既要向下拉動(dòng)杠桿又要向上推動(dòng)杠桿,扇形平衡杠桿和拉鏈已不再適用,瓦特使發(fā)明了平行四邊形機(jī)構(gòu)。瓦特還于18世紀(jì)末將曲柄連桿機(jī)構(gòu)用在蒸汽機(jī)上。
瓦特的創(chuàng)造性工作使蒸汽機(jī)迅速地發(fā)展,他使原來只能提水的機(jī)械,成為了可以普遍應(yīng)用的蒸汽機(jī),并使蒸汽機(jī)的熱效率成倍提高,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽機(jī)的改良者。
介紹蒸汽機(jī)發(fā)明的歷史作用
蒸汽機(jī)有很大的歷史作用,它曾推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)甚至社會(huì)的發(fā)展,解決了大機(jī)器生產(chǎn)中最關(guān)鍵的問題,推動(dòng)了交通運(yùn)輸空前的進(jìn)步。隨著它的發(fā)展而建立的熱力學(xué)和機(jī)構(gòu)學(xué)為汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ);汽輪機(jī)繼承了蒸汽機(jī)以蒸汽為工質(zhì)的特點(diǎn),和采用凝汽器以降低排汽壓力的優(yōu)點(diǎn),摒棄了往復(fù)運(yùn)動(dòng)和間斷進(jìn)汽的缺點(diǎn);內(nèi)燃機(jī)繼承了蒸汽機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)形式,采用了將燃油直接輸入汽缸內(nèi)燃燒的方式,形成了熱效率高得多的熱力循環(huán);同時(shí),蒸汽機(jī)所采用的汽缸、活塞、飛輪、飛錘調(diào)速器,閥門和密封件等,均是構(gòu)成多種現(xiàn)代機(jī)械的基本元件。
工業(yè)革命的產(chǎn)生一部分原因是因?yàn)檎羝麢C(jī)的改良(瓦特沒有發(fā)明蒸汽機(jī),他只是改良),而蒸汽機(jī)車的產(chǎn)生也是因?yàn)檎羝麢C(jī)的改良以及后人的應(yīng)有而產(chǎn)生的,當(dāng)時(shí)英國(guó)鼓勵(lì)發(fā)明,并且在人口增加需要增加生產(chǎn)速度之時(shí),便開始有人努力的改進(jìn)當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)設(shè)備,瓦特便是其中之一,而瓦特改良蒸汽機(jī)導(dǎo)致一系列技術(shù)革命引起了從手工勞動(dòng)向動(dòng)力機(jī)器生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。因此蒸汽機(jī)的改良絕對(duì)是促成工業(yè)革命的原因之一。而蒸汽機(jī)車是一種以蒸汽引擎作為動(dòng)力來源的鐵路機(jī)車,因此若沒有蒸汽機(jī)的改良便不可能有這項(xiàng)交通工具的誕生。
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