一、英国船用蒸汽轮机发展史?蒸汽轮船是用蒸汽机作动力的机械推进船舶。蒸汽机的出现使船舶动力发生了革命性变化,从而完成了船舶动力的革命。船舶的推动力从人力、自然力转变为机械力,船舶用蒸汽机提供的巨大动力,使人类有可能建造越来越大的船,运载更多的货物。 真正解决船用蒸汽机的是詹姆斯·瓦特。他在1765年发明了双缸蒸汽机。1768年他与英国伯明翰轮机厂的老板马修·博尔顿合作,专门研制了一台用于船舶推进的特殊用途的蒸汽机,这就是世界上早期蒸汽机船上普遍使用的博尔顿--瓦特发动机,船舶用上了蒸汽机,出现了蒸汽机轮船,从而完成了船舶动力的第三次革命。 世界上第一艘蒸汽机轮船是由美国发明家富尔顿制造的。"皮罗斯卡皮"号是第一艘完全使用蒸汽动力推进的轮船,它是法国人马奎斯建造的。“黄鹄”号是中国第一艘蒸汽机轮船,它于1865年由徐寿设计、安庆制造局建造。 1938年4月4日,英国的“西留斯”号蒸汽船从英国的昆市镇出发,以每小时17千米 的速度,历时442个小时到达了美国新泽西州 的山迪岬,实现了以蒸汽机提供的不间断动 力横渡大西洋的航行。 二、物理小制作,自制旋转蒸汽船,的原理?原理:加热铜管,螺旋部分热气朝一个方向流动,加热后的气体体积膨胀,喷出的速度大于冷气进入的速度,再有反冲现象旋转起来。制作方法: 1、从一个铝饮料罐开始,从底部切下1/3形成一个小杯。 2、然后仔细地弯曲尖锐的边缘,用钳子卷曲,形成一个整洁的边缘。不要太担心整洁,因为它不会影响发动机的运行。 3、我们还要在罐子的底部压一个大的凹痕,因为我们想把蜡烛放在那里。我们在罐子的侧面再打两个整齐的洞,使他们相互面对。这些洞将支撑我们的铜管。 4、接下来,我们放蜡烛。在蜡烛的周围,我们放一些皱巴巴的铝箔纸,使蜡烛保持在中央。 5、现在我们用在做蒸汽船中同样的方法做铜管线圈。然而,这一次我们弯曲铜管的末端来对应穿孔。最开始做起来有点困难,但很快就做会好的。这个版本中,我们给引擎增加了额外的线圈,但这个不是必须的,并不是为了提高发动机的性能6、接下来我们弯曲铜管的末端,使他们形成直角。每一端弯相反的,这样当它被放在水中,引擎启动后可以旋转。7、最后一个图片显示了运转中的蒸汽机。用一根蜡烛,它就可以每秒旋转一圈。 三、瓦特是怎样造出蒸汽机的?瓦特看到水壶里的水沸腾将壶盖顶起受到启发而发明出蒸汽机的。 蒸汽机的作用就是将热能转化为机械能的装置,结构很简单,就是一锅炉上有带传动杆的活塞,当对锅炉加热,锅炉里面的水沸腾产生的水蒸气将活塞推动而转化为机械能。 水蒸气做功后内能减少,又会凝结为水,活塞又缩进去。蒸汽机就这样循环地对外界做功。 四、怎样自制蒸汽机?最简单的办法就是加一个换向阀,蒸汽先进入气缸A腔,此时B腔排气,换向后进入B腔,此时A腔排气,行成往复运动,换向有气控、电控和手动,建议简易的话用手动就行。 五、效率最高的蒸汽机涡轮式蒸汽机,其原理是高压蒸汽喷在涡轮叶片上,带动涡轮转动,跟水车的原理差不多,其结构简单紧凑,零件少,效率比往复式蒸汽机高的多. 最早的热机原理是我国的走马灯,走马灯也是涡轮机的萌芽。最初的热机是火药内燃机,由荷兰物理学家惠更斯在1680年提出,这种发动机就是利用火药的爆燃来推动活塞做功的,但是,这种机械只停留在理论上,并没有搞出来。值得中国人(学机械的)注意的是:往复式活塞内燃机的主要机构都是中国最先发明的!比如:缸体---中国最先制造的大炮于1332年铸成,往复活塞、曲柄连杆机构、飞轮等都是我国首创。 火药内燃机虽然没有搞成功,但是为未来的蒸汽机产生了巨大的促进作用。 1690年,惠更斯的助手佩本设计出了用蒸汽做功的活塞式发动机,这个发动机尚不能用于实际生产,作为工业动力源。 1698年,英国的军事工程师萨弗里发明了一个使用蒸汽为矿井抽水的机器,它可以抽出地下10米深的水。这台机器实际上就是第一台用于工业生产的蒸汽机。 1711年,纽可门(英国)制造出更好的抽水蒸汽机,其性能有了较大的突破。从1772年起,几乎全英国的矿井都使用这种蒸汽抽水机。 1768年,英国技工瓦特发明了热效率更高的近代蒸汽机,因此被人们誉为“蒸汽机的发明人”。 总的来说,蒸汽机是产生于18世纪的英国。但是,蒸汽机存在着体积庞大,热效率不高的缺陷。 由于19世纪中叶卡诺(法国人)、迈尔(德国)、格罗夫(英国)、焦耳(英国)、克劳修斯(德国)、汤姆生(英国)等人提出并完善了热力学,同时用钢铁制造的精密机械已经开始出现,从而解决了制造精密圆柱体和螺丝等零件的问题,使得内燃机的研制进程大大加快。 1860年,法国人雷诺制造出第一台可以实用的内燃机。这是一台二冲程、无压缩、电点火的煤气机。 1862年,法国工程师德罗沙提出等容燃烧的四冲程循环原理,加上这个时候转炉、平炉炼钢法已经相继出现,为内燃机制造提供了可靠的原材料----低碳素钢。 1872年,德国钟表匠雷特曼制成了第一台四冲程煤气内燃机。 1876年,德国人奥托研制成功一台热效率达到14%的往复式活塞四冲程内燃机,此后,奥托又把内燃机的热效率提高的20%以上,这种内燃机,就是现在的汽油发动机的雏形。奥托也被称为“四冲程内燃机发明人”。 1881年,工程师克拉克研制成两个汽缸的内燃机。此后不久,汽油机正式出现了。 1897年,完全依靠压缩着火的柴油机出现了,它比汽油机机构跟简单,燃料更便宜。柴油机热效率达到26%,它的发明人是德国人狄赛尔。因此,现代汽油发动机也称为奥托发动机,柴油机称为狄赛尔发动机。 狄赛尔的发动机并不完善,还不能方便地利用到工业生产中,直到20世纪20年代发明燃油喷射系统后,柴油机才开始广泛地运用到各种动力机械中!本书的设定在这里需要书友们注意。根据对燃油喷射装置的技术要求分析,燃油喷射泵完全可以在1902年制造出来,只是当时没有人发明这个简单的装置而已。也就是因为这样,造成了大型的战舰很少配置柴油动力的现象。实际上当时的柴油机在加上燃油泵和涡轮增压装置以后,完全可以替代蒸汽机和汽轮机,而且采用弹性安装法以后,装备柴油机的战舰不会出现主机过载和主轴过热的通病。柴油机的优点是省油(航程大),启动迅速(蒸汽机和汽轮机需要预先提升蒸汽压力),缺点是机构相比之下复杂了一些(不计算汽轮机锅炉部分的情况下),但是用现代(1950年)装备柴油机和汽轮机的舰船比较,装备柴油机的舰船维护费用比汽轮机舰船少14%左右。其次,柴油机在没有强化的条件下(增加喷射压力是最简单的强化手段),单台推力比汽轮机要小,加速没有汽轮机快。 1903年,柴油机用于轮船,1908年,柴油机成为潜艇主动力,1912年,柴油机驱动的远洋巨轮建造成功。 20世纪初,往复活塞式的蒸汽机在船舶上逐渐被涡轮式的蒸汽轮机(汽轮机)取代,蒸汽轮机比活塞式蒸汽机热效率更高(35%),单位体积能提供的推力更大,因此汽轮机到60年代一直成为大型船舶的主要动力。同时代的柴油机因为强化程度低而主要用于中、小型船舶。汽轮机首先由法国的拉瓦尔于1889年发明,到20世纪初,汽轮机已经能够输出6500马力,相当于4800千瓦。而实际上,当汽轮机锅炉燃料采用煤炭、燃油混合动力,优化飞轮和传动结构后,后来的汽轮机输出功率成倍提升。 六、怎么自制蒸汽机?最简单的办法就是加一个换向阀,蒸汽先进入气缸A腔,此时B腔排气,换向后进入B腔,此时A腔排气,行成往复运动,换向有气控、电控和手动,建议简易的话用手动就行 七、小型蒸汽机制作方法?步骤/方式1 01 将易拉罐剪成2.5英寸(6.35厘米)高。从易拉罐底部往上至罐身1/3处,用铁皮剪或剪刀剪开,边缘要平整。 步骤/方式2 02 用尖嘴钳弯折并卷曲易拉罐边缘。这样做可以使得易拉罐的边缘不那么锋利,不过做一步的时候一定要小心别割伤自己。 步骤/方式3 03 从内侧往外压罐底,将罐底整平。大多数易拉罐的圆形罐底都会往里凹,你要做的就是用手指或用小瓶子把凹的这一部分往外推。 步骤/方式4 04 在顶部往下0.5英寸(1.27厘米)处钻两个相对着的孔。钻孔可以用打孔器,也可以用钉子和锤子,孔的直径应略大于1/8英寸(3.175毫米)。 步骤/方式5 05 在易拉罐中央放一个茶蜡。将铝箔揉皱,垫在茶蜡的底部及四周,将其固定住。由于茶蜡一般都是装在小金属罐里面,所以你就不用担心蜡烛油流到易拉罐里面。 步骤/方式6 06 将一截6-8英寸(15.2-20.3厘米)长的细铜管的中间部分在一支铅笔上绕2-3匝。这种直径1/8英寸(3毫米)的铜管非常容易弯曲,所以应该很容易就能绕在铅笔上。铜管绕成线圈部分要与易拉罐的直径相当,铜管穿过小孔后,两端还要各留出2英寸(5厘米)笔直的铜管。 步骤/方式7 07 将铜管的两头分别插入两个小孔中。将线圈置于蜡烛芯正上方,两端要留出与线圈同样长度的笔直的铜管。 步骤/方式8 08 用尖嘴钳将铜管两端弯成90度角。首先将两端笔直的铜管分别朝相反方向弯折90度,然后再分别朝下弯折成直角,使其触到罐底所在水平面。完成后,你就有了一个两端有“喷嘴”的铜管线圈,而线圈部分刚好位于蜡烛芯正上方。 步骤/方式9 09 将易拉罐置于一碗水中,铜管的两端要浸入水中。易拉罐应像小船一样稳稳地浮在水面上,如果铜管两端无法浸入水中,就尝试在易拉罐中加一些重物,但是要小心别把易拉罐弄沉。 步骤/方式10 10 在铜管中灌满水。要做到这一点,最简单的办法就是将铜管的一头置于水中,然后从另一头用嘴吸。另外,你也可以用手指捏住一头,然后打开水龙头,从另一头灌水。 步骤/方式11 11 点蜡烛。慢慢地,铜管中的水就会受热并开始沸腾,当水变为蒸汽后,蒸汽就会从两端的“喷嘴”中喷出,使整个装置能够在水中旋转。 |
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