一、蒸汽船的原理是什么?蒸汽船原理:燃料燃烧放出热量,被水吸收,水沸腾产生大量的水蒸气,水蒸气从容器口喷出,蒸汽船给水蒸气一个向后的力,物体间力的作用是相互 二、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。 三、蒸汽机船的发展历程教案?最原始的蒸汽机船,根据历史记载,十八世纪著名的法国物理学家和发明家杰尼·巴贝恩第一个设计、制造了蒸汽机船,并在维埃纳河进行试航。巴贝恩的蒸汽机船结构十分简单:一只炉灶、上面架一只大锅炉,沸腾的水放出蒸汽,经管道集流后冲向小磨盘形轮子的叶片,轮子转动,旋转的轮轴通过链条传动桨轮,排流行船。 巴贝恩设想利用蒸汽机于水上运输,但根本不能实现,因为他的蒸汽机船在维埃纳河中刚开始晃动,一群船夫赶来了,他们视嘶哑作响的蒸汽机是魔鬼,吵嚷着,最后,一个无赖带头跳上船,举火把,把船烧掉了。 巴贝恩不屈不挠,花了一年多时间,又造了一艘蒸汽机船,它的动力装置结构与前一艘大致相同,只不过将桨轮从船体中部两侧移到后部两侧,船仍停靠在维埃纳河岸边。巴贝恩为防止船夫再次捣乱,他请船夫们上船,看看摸摸,使他们得知并非魔鬼,然后请他们喝红葡萄酒,吃糖果点心,又给他们讲了,生火后启动蒸汽阀,只要他一个人掌舵,就可将他们渡到对岸,代替两排. 四、早期蒸汽轮船是怎么防止螺旋桨(船尾水下)部位进水的?早期蒸汽船是明轮的,轮轴在水面以上,不可能进水。 典型的就是颐和园的石舫和颐和园海军学院的蒸汽训练舰【永和】号。当时代进步到螺旋桨推进的时候,结构跟现代战舰一样,都是在战舰尾部有个小舱室,里面填满了密封油。两侧用油封进行封堵;然后根据船只的吃水深度,控制密封舱填料的油压既可。五、蒸汽轮船怎么补充淡水?主要从陆上获取,也有部份通过将海水淡化获得,。蒸气机的蒸气作功后通过冷却循环系统,收回了大部分淡水。 舰艇在海上航行时,淡水的用途可以说是非常广泛。从饮用、清洁再到船舶操作和机械冷却都需要用到淡水。舰艇执行远航任务的时候往往意味着要远离大陆,周围海水不能被直接使用,因此淡水在舰艇上是一种非常重要的资源。 六、蒸汽轮机用的是海水还是淡水?蒸汽轮机是一种撷取(将水加热后形成的)水蒸汽之动能转换为涡轮转动的动能的机械。相较于原由詹姆斯.瓦特改进的单级往复式蒸汽机,涡轮蒸汽机大幅改善了热效率,更接近热力学中理想的可逆过程,并能提供更大的功率,它几乎完全取代了往复式蒸汽机。 蒸汽轮机必须要脱盐水,要不锅炉结垢,几天就报废了。即便是在海上,过去是携带淡水出海,现在是在海上用反渗透技术淡化海水。 七、蒸汽机的工作原理以及它的能量转化?蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了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机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。 16世纪末到17世纪后期,英国的采矿业,特别是煤矿,已发展到相当的规模,单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求,而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人,如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。 萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机,在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽,然后关闭进汽阀,在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀,矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中;关闭进水阀,重开进汽阀,靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时,关闭进汽阀和排水阀,重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环,用两个蛋形容器交替工作,可连续排水。 萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超过六米。为了从几十米深的矿井汲水,须将提水机装在矿井深处,用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上,这在当时无疑是困难而又危险的。 纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机,用以驱动独立的提水泵,被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国,后来在欧洲大陆得到迅速推广,它的改型产品直到19世纪初还在制造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低,这主要是由于蒸汽进入汽缸时,在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量,只在煤价低廉的产煤区才得到推广。 1764年,英国的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,注意到了这一缺点,并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失。 1782年前后,瓦特将机器进一步改进,完成了两项重要发明:在活寒工作行程的中途,关闭进汽阀,使蒸汽膨胀作功以提高热效率;使蒸汽在活塞两面都作功(双作用式),以提高输出功率。这时的活塞既要向下拉动杠杆又要向上推动杠杆,扇形平衡杠杆和拉链已不再适用,瓦特使发明了平行四边形机构。瓦特还于18世纪末将曲柄连杆机构用在蒸汽机上。 瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展,他使原来只能提水的机械,成为了可以普遍应用的蒸汽机,并使蒸汽机的热效率成倍提高,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机最主要的发明人。 自18世纪晚期起,蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用,在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍,为市场提供了大量消费商品,加速了资金的积累,并对运输业提出了迫切要求。 在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进,至1807年,美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。此后,蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。 1801年,英国的特里维西克提出了可移动的蒸汽机的概念,1803年,这种利用轨道的可移动蒸汽机首先在煤矿区出现,这就是机车的雏型。英国的斯蒂芬森将机车不断改进,于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车,该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视,开创了铁路时代。 19世纪末,随着电力应用的兴起,蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。1900年,美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。 蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机。 蒸汽机按蒸汽在活塞一侧或两侧工作,可分为单作用和双作用式;按汽缸布置方式,可分为立和卧式;按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀,可分为单胀式和多胀式;按蒸汽在汽缸中的流向,可分为回流式和单流式;按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式。 简单蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成,汽缸和底座是静止部分。从锅炉来的新蒸汽,经主汽阀和节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动。 蒸汽机的发展首先体现在功率和效率的提高,而这又主要取决于蒸汽参数的提高。初期蒸汽机的蒸汽压力仅为0.11~0.13兆帕,19世纪初才达到0.35~0.7兆帕,20世纪20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽温度上,19世纪末还不超过250℃,而到20世纪30年代曾用到450~480℃。 至于效率,瓦特初期连续运转的蒸汽机,按燃料热值计总效率不超过3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽机总效率可达8%;到20世纪,蒸汽机最高效率可达到20%以上。 在转速方面,18世纪末瓦特蒸汽机仅40~50转/分;20世纪初转速达到100~300转/分,个别蒸汽机曾达到2500转/分。在功率方面,最初单机功率仅几马力,20世纪初的一台船用蒸汽机的功率可达25000马力。 随着蒸汽参数和功率的提高,蒸汽已不可能在一个汽缸中继续膨胀,还必须在相连接的汽缸中继续膨胀,于是出现了多级膨胀的蒸汽机。蒸汽机因受到润滑油闪点的限制,所用蒸汽的最高温度一般都不超过400℃,机车,船用等移动式蒸汽机还略低一些,多数不高于350℃。考虑到膨胀的可能性和结构的经济性,常用压力在2.5兆帕以下。蒸汽参数受到限制,从而也限制了蒸汽机功率的进一步提高。 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。 蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。 因此,抛弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其重量轻,体积小、热效率高和操作灵活等优点,在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机。汽轮机则以其热效率高、单机功率大、转速高、单位功率重量轻和运行平稳等优点,将蒸汽机排挤出了电站。 接着电动机又以其使用方便,代替了蒸汽机在工业设备中的应用。然而小功率蒸汽机热效率比汽轮机高,所以在产煤区或只有劣质燃料的地区或某些特殊场合,蒸汽机仍有发挥作用的余地。 蒸汽机有很大的历史作用,它曾推动了机械工业甚至社会的发展。随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础;汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点,和采用凝汽器以降低排汽压力的优点,摒弃了往复运动和间断进汽的缺点;内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式,采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式,形成了热效率高得多的热力循环;同时,蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器,阀门和密封件等,均是构成多种现代机械的基本元件。 八、蒸汽轮船工作原理?原理:蒸汽轮机利用从锅炉来的高温高压蒸汽,通过蒸汽喷嘴喷出,冲击汽轮机的叶片,带动机轴一起转动。蒸汽轮机具有很高的转速和很大的功率,热效率为25~30%。主要用在大型火力发电厂、原子能发电站中。蒸汽轮机是由一个中央很厚的钢盘和钢盘外沿弧形叶片所组成的,当蒸汽喷射到叶片上时,轮机就转动起来,而且蒸汽速度越大,轮机转动得越快。利用蒸汽使叶轮转动的机器叫“蒸汽轮机”。当气体从高压空间流向低压空间时,压强差越大,流动的速度也越大。因此在蒸汽轮机里就利用喷嘴,使水管式锅炉的过热管送来的过热蒸汽,从喷嘴喷出时,体积开始急剧地膨胀。同时压强降低,速度增大,这样的蒸汽具有很大的动能。也就是说蒸汽的内能在喷嘴中转变为蒸汽的动能。当蒸汽喷射到叶片上时,它的动能又转变为机轴旋转的机械能。蒸汽轮机是英国的查尔斯于1884年首先制造的。 |
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