一、蒸汽機(jī)和蒸汽輪船.有怎樣關(guān)系,?因?yàn)檎羝麢C(jī)船是需要燃料的,,而燃料有些時(shí)候帶的不夠,所以需要船帆來提供動(dòng)力 二,、蒸汽船比帆船的優(yōu)勢(shì),?以蒸汽機(jī)為動(dòng)力的輪船,較之傳統(tǒng)木帆船,,是一次動(dòng)力的革命性進(jìn)步,。 蒸汽新式輪船比傳統(tǒng)的木船有哪些優(yōu)勢(shì)呢?首先,,傳統(tǒng)木帆船自身的局限性,。與新式輪船相比,傳統(tǒng)木帆船呈現(xiàn)出巨大的差距和劣勢(shì):一是傳統(tǒng)木帆船的運(yùn)載量有限,,且吃水淺,,二是傳統(tǒng)木帆船運(yùn)輸受季節(jié)性影響較大,三是傳統(tǒng)木帆船運(yùn)輸存在較大的風(fēng)險(xiǎn),,四是傳統(tǒng)木帆船發(fā)展速度相對(duì)較慢,,運(yùn)輸貿(mào)易周期長(zhǎng)。 三,、蒸汽船能遠(yuǎn)航嗎,?能。 蒸汽輪船是用蒸汽機(jī)作動(dòng)力的機(jī)械推進(jìn)船舶,。蒸汽機(jī)的出現(xiàn)使船舶動(dòng)力發(fā)生了革命性變化,,從而完成了船舶動(dòng)力的革命。船舶的推動(dòng)力從人力,、自然力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械力,,船舶用蒸汽機(jī)提供的巨大動(dòng)力,,使人類有可能建造越來越大的船,運(yùn)載更多的貨物,。 四,、早期蒸汽輪船是怎么防止螺旋槳(船尾水下)部位進(jìn)水的?早期蒸汽船是明輪的,,輪軸在水面以上,,不可能進(jìn)水。 典型的就是頤和園的石舫和頤和園海軍學(xué)院的蒸汽訓(xùn)練艦【永和】號(hào),。當(dāng)時(shí)代進(jìn)步到螺旋槳推進(jìn)的時(shí)候,,結(jié)構(gòu)跟現(xiàn)代戰(zhàn)艦一樣,都是在戰(zhàn)艦尾部有個(gè)小艙室,,里面填滿了密封油,。兩側(cè)用油封進(jìn)行封堵;然后根據(jù)船只的吃水深度,,控制密封艙填料的油壓既可,。五、蒸汽輪船的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),?蒸汽輪機(jī)是大型軍用船舶動(dòng)力,,其優(yōu)缺點(diǎn)都是針對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)而言的。船用柴油機(jī)的功率比這兩者都要小,。 蒸汽輪機(jī)功率普遍比較大,,也很容易做成更大——參考火電廠超臨界鍋爐可知其上限。 由于輪機(jī)相對(duì)于鍋爐獨(dú)立,,不同航行速度時(shí),,能量轉(zhuǎn)換效率都比較高——燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室和輪機(jī)共軸,低速推進(jìn)時(shí)效率無法保證,。 由于蒸汽輪機(jī)系統(tǒng)中能量多次傳遞和轉(zhuǎn)換,系統(tǒng)中各部件所處環(huán)境都不象燃?xì)廨啓C(jī)那么惡劣,,對(duì)工藝和材料的要求相對(duì)較低,,可靠性較強(qiáng)——燃?xì)廨啓C(jī)采用燃?xì)馕矚饣旌衔餅橥苿?dòng)力,氧化,、高溫等惡劣環(huán)境需要特殊的工藝和材料,。 六、蒸汽船是什么時(shí)候發(fā)明的,?蒸汽輪船的發(fā)明人是詹姆斯·瓦特,;真正解決船用蒸汽機(jī)的是詹姆斯·瓦特。他在1765年發(fā)明了雙缸蒸汽機(jī),。1768年他與英國(guó)伯明翰輪機(jī)廠的老板馬修·博爾頓合作,,專門研制了一臺(tái)用于船舶推進(jìn)的特殊用途的蒸汽機(jī),,這就是世界上早期蒸汽機(jī)船上普遍使用的博爾頓--瓦特發(fā)動(dòng)機(jī),船舶用上了蒸汽機(jī),,出現(xiàn)了蒸汽機(jī)輪船,,從而完成了船舶動(dòng)力的第三次革命。船舶用蒸汽機(jī)作動(dòng)力,,使人類有可能建造越來越大的船,,運(yùn)載更多的貨物。 七,、效率最高的蒸汽機(jī)渦輪式蒸汽機(jī),,其原理是高壓蒸汽噴在渦輪葉片上,帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng),,跟水車的原理差不多,,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,零件少,,效率比往復(fù)式蒸汽機(jī)高的多. 最早的熱機(jī)原理是我國(guó)的走馬燈,,走馬燈也是渦輪機(jī)的萌芽。最初的熱機(jī)是火藥內(nèi)燃機(jī),,由荷蘭物理學(xué)家惠更斯在1680年提出,,這種發(fā)動(dòng)機(jī)就是利用火藥的爆燃來推動(dòng)活塞做功的,但是,,這種機(jī)械只停留在理論上,,并沒有搞出來。值得中國(guó)人(學(xué)機(jī)械的)注意的是:往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)的主要機(jī)構(gòu)都是中國(guó)最先發(fā)明的,!比如:缸體---中國(guó)最先制造的大炮于1332年鑄成,,往復(fù)活塞、曲柄連桿機(jī)構(gòu),、飛輪等都是我國(guó)首創(chuàng),。 火藥內(nèi)燃機(jī)雖然沒有搞成功,但是為未來的蒸汽機(jī)產(chǎn)生了巨大的促進(jìn)作用,。 1690年,,惠更斯的助手佩本設(shè)計(jì)出了用蒸汽做功的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)尚不能用于實(shí)際生產(chǎn),,作為工業(yè)動(dòng)力源,。 1698年,英國(guó)的軍事工程師薩弗里發(fā)明了一個(gè)使用蒸汽為礦井抽水的機(jī)器,,它可以抽出地下10米深的水,。這臺(tái)機(jī)器實(shí)際上就是第一臺(tái)用于工業(yè)生產(chǎn)的蒸汽機(jī)。 1711年,紐可門(英國(guó))制造出更好的抽水蒸汽機(jī),,其性能有了較大的突破,。從1772年起,幾乎全英國(guó)的礦井都使用這種蒸汽抽水機(jī),。 1768年,,英國(guó)技工瓦特發(fā)明了熱效率更高的近代蒸汽機(jī),因此被人們譽(yù)為“蒸汽機(jī)的發(fā)明人”,。 總的來說,,蒸汽機(jī)是產(chǎn)生于18世紀(jì)的英國(guó)。但是,,蒸汽機(jī)存在著體積龐大,,熱效率不高的缺陷。 由于19世紀(jì)中葉卡諾(法國(guó)人),、邁爾(德國(guó)),、格羅夫(英國(guó))、焦耳(英國(guó)),、克勞修斯(德國(guó)),、湯姆生(英國(guó))等人提出并完善了熱力學(xué),同時(shí)用鋼鐵制造的精密機(jī)械已經(jīng)開始出現(xiàn),,從而解決了制造精密圓柱體和螺絲等零件的問題,,使得內(nèi)燃機(jī)的研制進(jìn)程大大加快。 1860年,,法國(guó)人雷諾制造出第一臺(tái)可以實(shí)用的內(nèi)燃機(jī),。這是一臺(tái)二沖程、無壓縮,、電點(diǎn)火的煤氣機(jī),。 1862年,法國(guó)工程師德羅沙提出等容燃燒的四沖程循環(huán)原理,,加上這個(gè)時(shí)候轉(zhuǎn)爐,、平爐煉鋼法已經(jīng)相繼出現(xiàn),為內(nèi)燃機(jī)制造提供了可靠的原材料----低碳素鋼,。 1872年,,德國(guó)鐘表匠雷特曼制成了第一臺(tái)四沖程煤氣內(nèi)燃機(jī)。 1876年,,德國(guó)人奧托研制成功一臺(tái)熱效率達(dá)到14%的往復(fù)式活塞四沖程內(nèi)燃機(jī),此后,,奧托又把內(nèi)燃機(jī)的熱效率提高的20%以上,,這種內(nèi)燃機(jī),就是現(xiàn)在的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的雛形,。奧托也被稱為“四沖程內(nèi)燃機(jī)發(fā)明人”,。 1881年,,工程師克拉克研制成兩個(gè)汽缸的內(nèi)燃機(jī)。此后不久,,汽油機(jī)正式出現(xiàn)了,。 1897年,完全依靠壓縮著火的柴油機(jī)出現(xiàn)了,,它比汽油機(jī)機(jī)構(gòu)跟簡(jiǎn)單,,燃料更便宜。柴油機(jī)熱效率達(dá)到26%,,它的發(fā)明人是德國(guó)人狄賽爾,。因此,現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)也稱為奧托發(fā)動(dòng)機(jī),,柴油機(jī)稱為狄賽爾發(fā)動(dòng)機(jī),。 狄賽爾的發(fā)動(dòng)機(jī)并不完善,還不能方便地利用到工業(yè)生產(chǎn)中,,直到20世紀(jì)20年代發(fā)明燃油噴射系統(tǒng)后,,柴油機(jī)才開始廣泛地運(yùn)用到各種動(dòng)力機(jī)械中!本書的設(shè)定在這里需要書友們注意,。根據(jù)對(duì)燃油噴射裝置的技術(shù)要求分析,,燃油噴射泵完全可以在1902年制造出來,只是當(dāng)時(shí)沒有人發(fā)明這個(gè)簡(jiǎn)單的裝置而已,。也就是因?yàn)檫@樣,,造成了大型的戰(zhàn)艦很少配置柴油動(dòng)力的現(xiàn)象。實(shí)際上當(dāng)時(shí)的柴油機(jī)在加上燃油泵和渦輪增壓裝置以后,,完全可以替代蒸汽機(jī)和汽輪機(jī),,而且采用彈性安裝法以后,裝備柴油機(jī)的戰(zhàn)艦不會(huì)出現(xiàn)主機(jī)過載和主軸過熱的通病,。柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是省油(航程大),,啟動(dòng)迅速(蒸汽機(jī)和汽輪機(jī)需要預(yù)先提升蒸汽壓力),缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)相比之下復(fù)雜了一些(不計(jì)算汽輪機(jī)鍋爐部分的情況下),,但是用現(xiàn)代(1950年)裝備柴油機(jī)和汽輪機(jī)的艦船比較,,裝備柴油機(jī)的艦船維護(hù)費(fèi)用比汽輪機(jī)艦船少14%左右。其次,,柴油機(jī)在沒有強(qiáng)化的條件下(增加噴射壓力是最簡(jiǎn)單的強(qiáng)化手段),,單臺(tái)推力比汽輪機(jī)要小,加速?zèng)]有汽輪機(jī)快,。 1903年,,柴油機(jī)用于輪船,1908年,柴油機(jī)成為潛艇主動(dòng)力,,1912年,,柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的遠(yuǎn)洋巨輪建造成功。 20世紀(jì)初,,往復(fù)活塞式的蒸汽機(jī)在船舶上逐漸被渦輪式的蒸汽輪機(jī)(汽輪機(jī))取代,,蒸汽輪機(jī)比活塞式蒸汽機(jī)熱效率更高(35%),單位體積能提供的推力更大,,因此汽輪機(jī)到60年代一直成為大型船舶的主要?jiǎng)恿?。同時(shí)代的柴油機(jī)因?yàn)閺?qiáng)化程度低而主要用于中、小型船舶,。汽輪機(jī)首先由法國(guó)的拉瓦爾于1889年發(fā)明,,到20世紀(jì)初,汽輪機(jī)已經(jīng)能夠輸出6500馬力,,相當(dāng)于4800千瓦,。而實(shí)際上,當(dāng)汽輪機(jī)鍋爐燃料采用煤炭,、燃油混合動(dòng)力,,優(yōu)化飛輪和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)后,后來的汽輪機(jī)輸出功率成倍提升,。
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