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瓦特蒸汽机原理步骤分解

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瓦特蒸汽机原理步骤分解

主要是一个汽缸,汽缸运动到右侧末端时,打开右侧进气阀向汽缸右侧冲高压水蒸汽,下面我们一起来看看瓦特蒸汽机原理与特点详情介绍。

瓦特蒸汽机

详细介绍了瓦特蒸汽机的原理和特点

蒸汽机是一种将蒸汽能量转化为机械功的往复式动力机。蒸汽机的出现引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动力,然后逐渐让位于内燃机和汽轮机。

从16世纪末到17世纪后期,英国的矿业,尤其是煤矿,已经发展到相当大的规模。单靠人力和畜力很难满足清除地下水的要求,而且现场有丰富廉价的煤炭作为燃料。现实的需要促使许多人,如英国的帕潘、萨维里、纽科曼等,致力于“以火提水”的探索和实验。

萨维里制造了世界上第一台实用蒸汽水泵,并于1698年获得英国专利“矿工之友”。他先给一个蛋形的容器充入蒸汽,然后关闭蒸汽入口阀,在容器外喷洒冷水,使容器内的蒸汽冷凝,形成真空。打开进水阀,矿井底部的水在大气压的作用下通过进水管被吸入容器内关闭进水阀,重新打开进汽阀,利用蒸汽压力通过排水阀将容器内的水压出。当容器中的水被排空并充满蒸汽时,关闭蒸汽入口阀和排水阀,并再次喷水以冷凝蒸汽。这种重复循环,两个蛋形容器交替工作,可以持续排水。

瓦特蒸汽机

savery的抽油机靠真空吸力抽水,抽水深度不能超过6米。为了从几十米深的矿井中抽水,需要在矿井深处安装一台提水机,用较高的蒸汽压力将水压到地面,这在当时无疑是困难而危险的。

纽科门和他的助手卡利在1705年发明了大气蒸汽机来驱动一个独立的水泵,这就是所谓的纽科门大气蒸汽机。这种蒸汽机首先在英国推广,后来在欧洲推广,其改装产品直到19世纪初仍在制造。纽科曼常压蒸汽机热效率很低,主要是因为蒸汽进入汽缸时凝结在刚被水冷却的汽缸壁上,损失了大量热量,所以只在煤价低的产煤区推广。

1764年,英国仪器修理工瓦特为格拉斯哥大学修理纽科门蒸汽机模型时,注意到了这个缺点,于1765年发明了汽缸壁与冷凝器分离的蒸汽机,并于1769年获得英国专利。在早期,瓦特蒸汽机仍然使用平衡杆和拉杆机构来驱动提升泵。为了去除冷凝器中的冷凝水和空气,瓦特安装了一个气泵。他还在汽缸外壁安装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,减少冷凝损失。

1782年前后,瓦特进一步改进了机器,完成了两项重要发明:在主动和冷工作行程中间,关闭蒸汽入口阀,使蒸汽膨胀工作,提高热效率使蒸汽在活塞(双

蒸汽推动活塞做往复运动,活塞通过连杆、摇杆、曲柄将往复直线运动转变为圆周运动。蒸汽机中滑动阀门由偏心轮和连杆来控制。当活塞向右运动时偏心轮带动连杆推动滑动阀向左运动,当活塞运动到最左端时滑动阀挡住左侧进气口,使蒸汽不能进入左侧气缸。当滑动阀向右运动同时滑块下方连接排气口,左侧低温气体由滑动阀下腔进入排气口排出。滑动阀运动到最左端后左侧排气口关闭,进气口打开,高温高压蒸汽进入右侧气缸,推动活塞向右运动,同时滑动阀在偏心轮的带动下向右运动,打开左侧排气道。当活塞运动到最左端时,右侧进气道关闭,左侧排气口打开……如此往复,蒸汽不断推动活塞带动轮转动,蒸汽的内能转变为飞轮的动能对外做功,用皮带将机械与外边的皮带轮链接,就能利用蒸汽机实现工业生产。

蒸汽机的出现和改进促进了社会经济的发展,但同时经济的发展反过来又向蒸汽机提出了更高的要求,如要求蒸汽机功率大、效率高、重量轻、尺寸小等。尽管人们对蒸汽机作过许多改进,不断扩大它的使用范围和改善它的性能,但是随着汽轮机和内燃机的发展,蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落。