一、蒸汽小船原理?原理:利用小船上安装的装置中水沸腾后不断产生的蒸汽作为动力,由于产生的蒸气只能从喷气管向后排出,于是产生一种向后作用的力。 根据牛顿第三定律,这种力对于小船有一种向前的反作用力,于是小船就向前开了。 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、蒸汽轮船工作原理?蒸汽机的工作原理其实就是将热能转化为机械能。 首先用锅炉将水加 热后形成水蒸气,再用蒸汽推动活塞在蒸汽机缸内不断运动,进而带动飞 轮运动从而产生动力。 蒸汽机轮船的两侧会装上大的轮子,蒸汽机产生的 机械动力推动轮子转动,轮子不断拍打着水面,这样船就可以在水上前行了。 有了蒸汽机,人们就可以建造更大更重的船舶。 四、蒸汽船的动力是什么?蒸汽船的动力装置是:蒸汽机 工作原理(比喻烧水壶):蒸汽机利用水蒸气为船提供动能 ,运动方向与喷出水蒸气方向相反 。 蒸汽机动力装置的优缺点: 优点是结构简单,造价低廉,管理使用方便,制造工艺要求不高; 缺点是热效率低,本身重量大。 因此,自从柴油机动力装置在船上试用成功以后,蒸汽机动力装置即逐渐被淘汰。中国现在还有少数沿海和内河船舶使用往复式多膨胀蒸汽机动力装置。 五、蒸汽轮机的原理?现代蒸汽轮机全称蒸汽涡轮发动机,其工作原理是利用锅炉产生高温高压水蒸气,然后经过喷嘴,将高温高压水蒸气喷射在涡轮叶片上推动涡轮高速旋转,若旋转的涡轮与发电机相连则可把热能转化为电能,若与桨叶相连,则可把热能转化为动能。 六、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。 |
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2023-03-20
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