Томас севери паровой двигатель кратко
Обновлено: 05.07.2024
Томас Севери родился в 1650 году в деревне Шилстон, Великобритания. Занимал пост управляющего одной из шахт в Корнуолле. Являлся членом Королевского общества.
В насосе Севери использовалось сначала давление атмосферы для засасывания воды из глубины, а затем давление пара для подачи воды наверх. Насос состоял из двух труб: всасывающей и нагнетательной, снабженных клапанами. Между ними находился яйцевидный резервуар. Из отдельного парового котла в этот резервуар по паропроводу с краном подавался свежий пар. Как только пар вытеснял из резервуара воздух, кран паропровода закрывали, а резервуар обливали холодной водой.
Пар конденсировался, в резервуаре образовывался вакуум, и атмосферное давление гнало в него воду по нижней, всасывающей, трубе. При этом поднимающаяся вода сама открывала клапан. Как только резервуар наполнялся водой, в него снова впускали пар. Под давлением пара вода стремилась из резервуара обратно, но клапан нижней трубы захлопывался.
Тогда вода устремлялась по другой трубе, открывала клапан этой трубы и, поднявшись на нужную высоту, выливалась на землю или в чан. Когда давление пара ослабевало, вода шла обратно и тотчас же закрывала клапан выводной трубы. В резервуаре оставался только пар. Стенки снова обливали водой, и процесс всасывания и нагнетания воды вверх повторялся.
Первая паровая машина была построена в 1698 году английским военным инженером Томасом Савери (ок. 1650-1715). Его изобретение, предназначенное для откачки воды из угольных шахт, было известно как друг Шахтера. Машина, не имевшая подвижных частей, состояла из простого котла - паровой камеры, клапаны которой были расположены на поверхности - и трубы, ведущей к воде в шахте внизу. Вода нагревалась в камере котла до тех пор, пока ее пар не заполнял камеру, вытесняя любую оставшуюся воду или воздух. Затем клапаны были закрыты, и холодная вода была распылена по камере. Это охладило и сконденсировало пар внутрь для того чтобы сформировать вакуум. Когда клапаны были открыты, вакуум всасывал воду из шахты,и процесс мог быть повторен.
Несколько лет спустя английский инженер Томас Ньюкомен (1663-1729) усовершенствовал паровой насос. Он увеличил эффективность, установив движущийся поршень внутри цилиндра. Эта техника все еще используется и сегодня. Цилиндр - длинная, тонкая, закрытая камера, отделенная от котла. Цилиндр заменил большую, открытую камеру котла. Поршень - скользящая деталь, которая помещается в цилиндр. Он использовался для создания движения вместо вакуума. Пар заполнял цилиндр из открытого клапана. При заполнении вода в цилиндре распылялась, в результате чего пар внутри конденсировался в воду и создавал частичный вакуум. Давление наружного воздуха после этого двигало поршень вниз, что являлось достаточной силой для движения. Поршень был соединен с балкой, которая была соединена с водяным насосом на дне шахты насосной штангой. Через эти соединения движение поршня заставило водяной насос всасывать воду.
Наиболее важное усовершенствование конструкции парового двигателя было достигнуто шотландским инженером Джеймсом Уаттом (1736-1819). Он решил улучшить работу двигателя Ньюкомена и к 1769 году пришел к выводу: если пар конденсируется отдельно от цилиндра, цилиндр всегда можно держать горячим. В том же году он представил конструкцию парового двигателя, который имел отдельный конденсатор и герметичные цилиндры. Так как это поддерживало раздельные процессы нагрева и охлаждения, его машина могла работать постоянно, без какой-либо длительной паузы в каждом цикле для повторного нагрева цилиндра. Усовершенствованная конструкция парового двигателя Уатта (Watt) использует на треть меньше топлива, чем сопоставимый двигатель Ньюкомена.
В течение следующих 15 лет, Уатт продолжал совершенствовать свой двигатель и сделал три значительных дополнений. Он ввел центробежный регулятор, устройство, которое могло контролировать выход пара и скорости двигателя. Он сделал двигатель двойного действия, позволив пару входить поочередно с обеих сторон поршня. Это позволило двигателю работать быстро и доставлять мощность на нисходящий и восходящий ход поршня. Самое главное, он прикрепил маховик к двигателю.
Маховики позволяют двигателю работать более плавно, создавая более постоянную нагрузку, и они преобразуют обычный ход назад и вперед в круговое (вращательное) движение, которое может быть легко адаптировано к Силовым машинам. К 1790 году усовершенствованный паровой двигатель Ватта стал мощным и надежным источником энергии, который можно было найти практически в любом месте. Он использовался для накачки сильфонов для доменных печей, для приведения в действие огромных молотков для формования и упрочнения кованых металлов, а также для поворота машин на текстильных заводах. Более того, именно паровой двигатель Уотта ускорил промышленную революцию как в Англии, так и во всем остальном мире.
Пар был успешно адаптирован к моторным лодкам в 1802 году и железным дорогам в 1829 году. Позже некоторые из первых автомобилей были приведены в действие паром. В 1880-х годах английский инженер Чарльз А. Парсонс (1854-1931) создал первую паровую турбину, новую паровую технологию, которая была более эффективной и которая позволила паровому двигателю развиться в очень сложный и мощный двигатель, который приводил в движение огромные корабли и управлял турбогенераторами, которые поставляли электричество.
Как доминирующий источник энергии, паровые двигатели в конечном счете стали менее популярны, поскольку другие источники энергии стали доступными. Хотя между 1897 и 1927 годами в Соединенных Штатах было произведено более 60 000 паровых автомобилей, паровой двигатель в конечном итоге уступил место двигателю внутреннего сгорания в качестве источника питания для транспортных средств.
Недостатком малой телеги Кюньо были:
паровой механизм был расположен прямо на ведущем колесе. Наличие столь тяжелого элемента – вес двигателя с топливом превышал тонну –привело к тому, что с паромобилем с трудом могли управляться два человека!
Низкий запас хода, самоходная повозка могла проехать без дозаправки лишь около километра, что соответствовало четверти часа пути, после чего экипажу приходилось останавливаться для пополнения запасов воды и разведения под котлом костра для увеличения давления. Весь процесс занимал примерно столько же, сколько и поездка, а максимальная скорость паромобиля составляла всего-навсего 4-4,5 километра в час.
2. В 1867 году американский изобретатель Сильвестр Говард Роупер стал первым человеком, который догадался, что двигатели внешнего сгорания вполне пригодны для использования на двухколесных транспортных средствах. Так появился первый паровой велосипед Роупера.
Под сиденьем велосипеда Роупер разместил двухцилиндровый паровой двигатель, выход пара осуществлялся через трубу прямо за седлом, а вода в котел доставлялась из резервуара, который являлся частью сиденья. Управление ускорением осуществлялось при помощи ручки на руле: выкручивая ее от себя, водитель увеличивал скорость. При повороте механизма в обратном направлении активировались тормоза ложечного типа.
3. Машина-амфибия, она же Oruktor Amphibolos, была разработана американским изобретателем Оливером Эвансом в 1804. Первая самодвижущиеся повозка в США. Свой автомобиль Эванс оснастил 5-сильным паровым двигателем, который приводил в движение два из четырех колес, установленных в нижней части корпуса, выполненного в форме лодки, а также гребное колесо, смонтированное на корме. К сожалению, амфибия Эванса до наших дней не сохранилась. По описаниям изобретателя, длина полулодки-полуавтомобиля составляла исполинские девять с лишним метров, а масса – внимание! – достигала 15 тонн.
5. Несмотря на то, что паромобили Абнера и Джона Доблов не стали самыми быстрыми, самыми первыми или самыми мощными, их автомобили можно действительно считать революционными – потому что они выглядели не как тележка с кастрюлей вместо багажника, а как обычные машины! Сначала родилась модель под названием Model A, а спустя еще некоторое время и Model B, главным новшеством которой стал уникальный конденсатор для отработанного пара, выполненный в виде сотового радиатора. Благодаря этому запас хода на 90 литрах воды у Model B составлял от полутора до двух тысяч километров, тогда как прежде этого количества жидкости хватало лишь на 150 километров!
Паровой двигатель Севери
Однако изобретение оказалось не слишком эффективным, так как тепло пара каждый раз терялось во время охлаждения контейнера. К тому же, насос был довольно опасным в эксплуатации, поскольку из-за высокого давления пара ёмкости и трубопроводы двигателя иногда взрывались.
В 1707 году паровая машина Севери появилась в России. Царь Петр Первый приказал установить ее в Летнем саду, для того, чтобы качать воду из Фонтанки для парковых фонтанов. Машина поднимала воду на высоту 3 метров от поверхности земли. Её производительность была 3 бочки в минуту.
Читайте также: