一,、蒸汽輪機的原理?蒸汽輪機全稱蒸汽渦輪發(fā)動機,,其工作原理是利用鍋爐產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣,,然后經(jīng)過噴嘴,將高溫高壓水蒸氣噴射在渦輪葉片上推動渦輪高速旋轉(zhuǎn),,從而產(chǎn)生帶動螺旋槳軸旋轉(zhuǎn)的機械能,。 二,、蒸汽輪機的原理?現(xiàn)代蒸汽輪機全稱蒸汽渦輪發(fā)動機,,其工作原理是利用鍋爐產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣,,然后經(jīng)過噴嘴,將高溫高壓水蒸氣噴射在渦輪葉片上推動渦輪高速旋轉(zhuǎn),,若旋轉(zhuǎn)的渦輪與發(fā)電機相連則可把熱能轉(zhuǎn)化為電能,,若與槳葉相連,則可把熱能轉(zhuǎn)化為動能,。 三,、蒸汽推動螺旋槳原理?蒸汽機的工作原理其實就是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能,。 首先用鍋爐將水加 熱后形成水蒸氣,,再用蒸汽推動活塞在蒸汽機缸內(nèi)不斷運動,進(jìn)而帶動飛螺旋槳運動從而產(chǎn)生動力,。 蒸汽機輪船的兩側(cè)會裝上大的螺旋槳,,蒸汽機產(chǎn)生的 機械動力推動螺旋槳轉(zhuǎn)動,螺旋槳不斷拍打著水面,,這樣船就可以在水上前行了,。 有了蒸汽機,人們就可以建造更大更重的船舶,。 四,、200年前蒸汽動力輪船的原理?蒸汽輪船是用蒸汽機作動力的機械推進(jìn)船舶,。蒸汽機的出現(xiàn)使船舶動力發(fā)生了革命性變化,,從而完成了船舶動力的革命。 船舶的推動力從人力,、自然力轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械力,,船舶用蒸汽機提供的巨大動力,使人類有可能建造越來越大的船,,運載更多的貨物,。 五、蒸汽機動力原理,?蒸汽機的工作原理是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機械功的往復(fù)式動力機械,。 蒸汽鍋爐中的水沸騰為蒸汽,蒸汽被送到汽缸,,經(jīng)主汽閥和節(jié)流閥進(jìn)度入滑閥室,,受滑閥控制交替地進(jìn)入汽缸的左側(cè)或右側(cè),推動活塞運知動,,蒸汽機直接將活塞的上下運動轉(zhuǎn)化為船軸的旋轉(zhuǎn)運動,。 現(xiàn)代蒸汽機的最大的優(yōu)點是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉(zhuǎn)化為機度械能,。 六、蒸汽輪船工作原理,?蒸汽機的工作原理其實就是將熱能轉(zhuǎn)化為機械能,。 首先用鍋爐將水加 熱后形成水蒸氣,再用蒸汽推動活塞在蒸汽機缸內(nèi)不斷運動,,進(jìn)而帶動飛 輪運動從而產(chǎn)生動力,。 蒸汽機輪船的兩側(cè)會裝上大的輪子,蒸汽機產(chǎn)生的 機械動力推動輪子轉(zhuǎn)動,,輪子不斷拍打著水面,,這樣船就可以在水上前行了。 有了蒸汽機,,人們就可以建造更大更重的船舶,。 七、蒸汽機的工作原理以及它的能量轉(zhuǎn)化,?蒸汽機是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換為機械功的往復(fù)式動力機械,。蒸汽機的出現(xiàn)曾引起了18世紀(jì)的工業(yè)革命,。直到20世紀(jì)初,,它仍然是世界上最重要的原動機,后來才逐漸讓位于內(nèi)燃機和汽輪機等,。 16世紀(jì)末到17世紀(jì)后期,,英國的采礦業(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)場又有豐富而廉價的煤作為燃料?,F(xiàn)實的需要促使許多人,如英國的帕潘,、薩弗里,、紐科門等就致力于“以火力提水”的探索和試驗。 薩弗里制成的世界上第一臺實用的蒸汽提水機,,在1698年取得標(biāo)名為“礦工之友”的英國專利,。他將一個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,,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),,用兩個蛋形容器交替工作,,可連續(xù)排水。 薩弗里的提水機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)時無疑是困難而又危險的。 紐科門及其助手卡利在1705年發(fā)明了大氣式蒸汽機,,用以驅(qū)動獨立的提水泵,,被稱為紐科門大氣式蒸汽機。這種蒸汽機先在英國,,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的熱效率很低,,這主要是由于蒸汽進(jìn)入汽缸時,,在剛被水冷卻過的汽缸壁上冷凝而損失掉大量熱量,只在煤價低廉的產(chǎn)煤區(qū)才得到推廣,。 1764年,,英國的儀器修理工瓦特為格拉斯哥大學(xué)修理紐科門蒸汽機模型時,注意到了這一缺點,,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,,并于1769年取得了英國的專利。初期的瓦特蒸汽機仍用平衡杠桿和拉桿機構(gòu)來驅(qū)動提水泵,,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,,瓦特將機器進(jìn)一步改進(jìn),,完成了兩項重要發(fā)明:在活寒工作行程的中途,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。這時的活塞既要向下拉動杠桿又要向上推動杠桿,,扇形平衡杠桿和拉鏈已不再適用,,瓦特使發(fā)明了平行四邊形機構(gòu)。瓦特還于18世紀(jì)末將曲柄連桿機構(gòu)用在蒸汽機上,。 瓦特的創(chuàng)造性工作使蒸汽機迅速地發(fā)展,,他使原來只能提水的機械,成為了可以普遍應(yīng)用的蒸汽機,,并使蒸汽機的熱效率成倍提高,,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽機最主要的發(fā)明人,。 自18世紀(jì)晚期起,,蒸汽機不僅在采礦業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,在冶煉,、紡織,、機器制造等行業(yè)中也都獲得迅速推廣。它使英國的紡織品產(chǎn)量在20多年內(nèi)(從1766年到1789年)增長了5倍,,為市場提供了大量消費商品,,加速了資金的積累,并對運輸業(yè)提出了迫切要求,。 在船舶上采用蒸汽機作為推進(jìn)動力的實驗始于1776年,經(jīng)過不斷改進(jìn),,至1807年,,美國的富爾頓制成了第一艘實用的明輪推進(jìn)的蒸汽機船“克萊蒙脫”號,。此后,蒸汽機在船舶上作為推進(jìn)動力歷百余年之久,。 1801年,,英國的特里維西克提出了可移動的蒸汽機的概念,1803年,,這種利用軌道的可移動蒸汽機首先在煤礦區(qū)出現(xiàn),,這就是機車的雛型。英國的斯蒂芬森將機車不斷改進(jìn),,于1829年創(chuàng)造了“火箭”號蒸汽機車,,該機車拖帶一節(jié)載有30位乘客的車廂,時速達(dá)46公里/時,,引起了各國的重視,,開創(chuàng)了鐵路時代。 19世紀(jì)末,,隨著電力應(yīng)用的興起,,蒸汽機曾一度作為電站中的主要動力機械,。1900年,美國紐約曾有單機功率達(dá)五兆瓦的蒸汽機電站,。 蒸汽機的發(fā)展在20世紀(jì)初達(dá)到了頂峰,。它具有恒扭矩、可變速,、可逆轉(zhuǎn),、運行可靠、制造和維修方便等優(yōu)點,,因此曾被廣泛用于電站,、工廠、機車和船舶等各個領(lǐng)域中,,特別在軍艦上成了當(dāng)時唯一的原動機,。 蒸汽機按蒸汽在活塞一側(cè)或兩側(cè)工作,可分為單作用和雙作用式,;按汽缸布置方式,,可分為立和臥式;按蒸汽是在一個汽缸中膨脹或依次連續(xù)在多個汽缸中膨脹,,可分為單脹式和多脹式,;按蒸汽在汽缸中的流向,可分為回流式和單流式,;按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式,、大氣式和背壓式。 簡單蒸汽機主要由汽缸,、底座,、活塞、曲柄連桿機構(gòu),、滑閥配汽機構(gòu),、調(diào)速機構(gòu)和飛輪等部分組成,汽缸和底座是靜止部分,。從鍋爐來的新蒸汽,,經(jīng)主汽閥和節(jié)流閥進(jìn)入滑閥室,受滑閥控制交替地進(jìn)入汽缸的左側(cè)或右側(cè),,推動活塞運動,。 蒸汽機的發(fā)展首先體現(xiàn)在功率和效率的提高,而這又主要取決于蒸汽參數(shù)的提高,。初期蒸汽機的蒸汽壓力僅為0.11~0.13兆帕,,19世紀(jì)初才達(dá)到0.35~0.7兆帕,20世紀(jì)20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽溫度上,,19世紀(jì)末還不超過250℃,,而到20世紀(jì)30年代曾用到450~480℃。 至于效率,,瓦特初期連續(xù)運轉(zhuǎn)的蒸汽機,,按燃料熱值計總效率不超過3%;到1840年,,最好的凝汽式蒸汽機總效率可達(dá)8%,;到20世紀(jì),蒸汽機最高效率可達(dá)到20%以上,。 在轉(zhuǎn)速方面,,18世紀(jì)末瓦特蒸汽機僅40~50轉(zhuǎn)/分;20世紀(jì)初轉(zhuǎn)速達(dá)到100~300轉(zhuǎn)/分,,個別蒸汽機曾達(dá)到2500轉(zhuǎn)/分,。在功率方面,最初單機功率僅幾馬力,,20世紀(jì)初的一臺船用蒸汽機的功率可達(dá)25000馬力,。 隨著蒸汽參數(shù)和功率的提高,蒸汽已不可能在一個汽缸中繼續(xù)膨脹,,還必須在相連接的汽缸中繼續(xù)膨脹,,于是出現(xiàn)了多級膨脹的蒸汽機。蒸汽機因受到潤滑油閃點的限制,,所用蒸汽的最高溫度一般都不超過400℃,,機車,船用等移動式蒸汽機還略低一些,,多數(shù)不高于350℃,。考慮到膨脹的可能性和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性,,常用壓力在2.5兆帕以下,。蒸汽參數(shù)受到限制,,從而也限制了蒸汽機功率的進(jìn)一步提高,。 蒸汽機的出現(xiàn)和改進(jìn)促進(jìn)了社會經(jīng)濟的發(fā)展,但同時經(jīng)濟的發(fā)展反過來又向蒸汽機提出了更高的要求,,如要求蒸汽機功率大,、效率高、重量輕,、尺寸小等,。盡管人們對蒸汽機作過許多改進(jìn),不斷擴大它的使用范圍和改善它的性能,但是隨著汽輪機和內(nèi)燃機的發(fā)展,,蒸汽機因存在不可克服的弱點而逐漸衰落,。 蒸汽機的弱點是:離不開鍋爐,整個裝置既笨重又龐大,;新蒸汽的壓力和溫度不能過高,,排氣壓力不能過低,熱效率難以提高,;它是一種往復(fù)式機器,,慣性力限制了轉(zhuǎn)速的提高;工作過程是不連續(xù)的,,蒸汽的流量受到限制,,也就限制了功率的提高。 因此,,拋棄了笨重鍋爐的內(nèi)燃機,,最終以其重量輕,體積小,、熱效率高和操作靈活等優(yōu)點,,在船舶和機車上逐漸取代了蒸汽機。汽輪機則以其熱效率高,、單機功率大,、轉(zhuǎn)速高、單位功率重量輕和運行平穩(wěn)等優(yōu)點,,將蒸汽機排擠出了電站,。 接著電動機又以其使用方便,代替了蒸汽機在工業(yè)設(shè)備中的應(yīng)用,。然而小功率蒸汽機熱效率比汽輪機高,,所以在產(chǎn)煤區(qū)或只有劣質(zhì)燃料的地區(qū)或某些特殊場合,蒸汽機仍有發(fā)揮作用的余地,。 蒸汽機有很大的歷史作用,,它曾推動了機械工業(yè)甚至社會的發(fā)展。隨著它的發(fā)展而建立的熱力學(xué)和機構(gòu)學(xué)為汽輪機和內(nèi)燃機的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),;汽輪機繼承了蒸汽機以蒸汽為工質(zhì)的特點,,和采用凝汽器以降低排汽壓力的優(yōu)點,摒棄了往復(fù)運動和間斷進(jìn)汽的缺點,;內(nèi)燃機繼承了蒸汽機的基本結(jié)構(gòu)和傳動形式,,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,,蒸汽機所采用的汽缸、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)代機械的基本元件,。 八,、蒸汽小船原理?原理:利用小船上安裝的裝置中水沸騰后不斷產(chǎn)生的蒸汽作為動力,,由于產(chǎn)生的蒸氣只能從噴氣管向后排出,,于是產(chǎn)生一種向后作用的力。 根據(jù)牛頓第三定律,,這種力對于小船有一種向前的反作用力,,于是小船就向前開了。 九,、蒸汽船的動力是什么,?蒸汽船的動力裝置是:蒸汽機 工作原理(比喻燒水壺):蒸汽機利用水蒸氣為船提供動能 ,運動方向與噴出水蒸氣方向相反 ,。 蒸汽機動力裝置的優(yōu)缺點: 優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,,造價低廉,管理使用方便,,制造工藝要求不高,; 缺點是熱效率低,本身重量大,。 因此,,自從柴油機動力裝置在船上試用成功以后,蒸汽機動力裝置即逐漸被淘汰,。中國現(xiàn)在還有少數(shù)沿海和內(nèi)河船舶使用往復(fù)式多膨脹蒸汽機動力裝置,。 十、蒸汽機動力原理,?蒸汽機動力的原理是利用蒸汽的壓力能量來驅(qū)動機械裝置運轉(zhuǎn),。當(dāng)蒸汽從高壓容器進(jìn)入低壓容器時,它的壓力會急劇下降,,從而釋放出大量的能量,,這些能量可以驅(qū)動活塞、軸承和其他機械裝置的運動,。 當(dāng)蒸汽從低壓容器流出時,,它的壓力會急劇升高,從而釋放出更多的能量,,這些能量可以驅(qū)動活塞、軸承和其他機械裝置的運動。 |
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