Ångmotor

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 24 september 2022; kontroller kräver 7 redigeringar .
Ångmotor

Horisontell stationär tvåcylindrig ångmaskin för att driva fabrikstransmissioner. Slutet av 1800-talet Museum för industrikultur. Nürnberg
 Mediafiler på Wikimedia Commons

En ångmaskin  är en extern förbränningsvärmemotor som omvandlar energin från vattenånga till mekaniskt arbete av kolvens fram- och återgående rörelse och sedan till rotationsrörelse av axeln . I en bredare mening är en ångmotor  vilken extern förbränningsmotor som helst som omvandlar ångenergi till mekaniskt arbete , så en ångturbin kan också tillskrivas ångmotorer , som fortfarande används i stor utsträckning inom många teknikområden.

En ångmaskin kallas tillsammans med ett antal hjälpmaskiner och anordningar för ångkraftverk [1] .

Historik

Den första ångmaskinen skapades och användes av Ferdinand Vernist 1672 i hans uppfinning, en ångmaskinleksak gjord för den kinesiske kejsaren. Den andra ångmaskinen byggdes på 1600-talet av den franske fysikern Denis Papin och var en cylinder med en kolv som steg under inverkan av ånga, och sänktes av atmosfärstryck efter att avgasångan tjocknat. På samma princip byggdes Severi och Newcomens vakuumångmaskiner 1705 för att pumpa ut vatten ur gruvorna. Betydande förbättringar i vakuumångmaskinen gjordes av James Watt 1769 . En ytterligare betydande förbättring av ångmaskinen (användningen av högtrycksånga istället för vakuum på arbetsslaget) gjordes av amerikanen Oliver Evans 1786 och engelsmannen Richard Trevithick 1800 .

I Ryssland byggdes den första fungerande ångmaskinen 1766 enligt designen av Ivan Polzunov , föreslog av honom 1763 . Polzunovs maskin hade två cylindrar med kolvar, arbetade kontinuerligt, och alla åtgärder i den skedde automatiskt. Men I. I. Polzunov behövde inte se sin uppfinning i arbetet: han dog den 27 maj 1766, och hans bil togs i drift vid Barnaul-fabriken först på sommaren [2] . Ett par månader senare, på grund av ett haveri, upphörde den att fungera och demonterades därefter.

Hur det fungerar

En ångmaskin kräver en ångpanna för att fungera , men vilken värmekälla som helst kan användas för att omvandla vatten till mättad ånga och sedan överhetta ångan (vissa ångmaskiner körs också på mättad ånga). Den expanderande ångan pressar på kolven eller på ångturbinens blad , vars rörelse överförs till andra mekaniska delar.

Funktionsprincipen för en fram- och återgående ångmaskin visas i illustrationen. Kolvens 1 arbete genom stången 2, sliden 3, vevstaken 4 och veven 5 överförs till huvudaxeln 6, som bär svänghjulet 7, vilket tjänar till att minska axelns ojämna rotation. Excentrisk , sittande på huvudaxeln, med hjälp av en excentrisk dragkraft, driver spolen 8, som styr intaget av ånga i cylinderkaviteten. Ångan från cylindern ventileras till atmosfären eller kommer in i kondensorn . För att upprätthålla en konstant axelhastighet med en växlande belastning är ångmotorer utrustade med en centrifugalregulator 9, som automatiskt ändrar tvärsnittet av passagen av ånga som kommer in i ångmotorn ( gasreglage , visad i figuren), eller påfyllningssnittet -off-moment ( kvantitativ kontroll ).

Kolven bildar en eller två kaviteter med variabel volym i ångmaskinens cylinder, i vilka kompressions- och expansionsprocesserna äger rum, vilket visas av kurvorna för beroendet av trycket p på volymen V av dessa kaviteter. Dessa kurvor bildar en sluten linje i enlighet med den termiska cykeln , enligt vilken ångmaskinen arbetar mellan trycken p 1 och p 2 , samt volymerna V 1 och V 2 . Den primära kolvmotorn är utformad för att omvandla den potentiella termiska energin (trycket) av vattenånga till mekaniskt arbete. Arbetsprocessen för en ångmaskin beror på periodiska förändringar i ångans elasticitet i cylinderns håligheter, vars volym förändras under kolvens fram- och återgående rörelse. Ånga som kommer in i cylindern på en ångmaskin expanderar och flyttar kolven. Kolvens fram- och återgående rörelse omvandlas av en vevmekanism till en rotationsrörelse av axeln. Ånginlopp och utlopp styrs av ett ångdistributionssystem. För att minska värmeförlusten är cylindrarna i en ångmaskin omgivna av en ångmantel.

Momenten för början och slutet av processerna för expansion och kompression av ånga ger fyra huvudpunkter i ångmaskinens verkliga cykel: volymen V e , bestäms av punkt 1 i början eller förinloppet; volymen av änden av inloppet eller fyllningen E , bestämd av fyllningsgränsen 2; volymen av förreleasen eller slutet av expansionen Va , bestäms av punkt 3 i pre-release; kompressionsvolym Vc , bestämd av punkt 4 i början av kompressionen. I en riktig ångmaskin är de listade volymerna fixerade av ångdistributionsorgan .

Effektivitet

En värmemotors prestandakoefficient (COP) kan definieras som förhållandet mellan användbart mekaniskt arbete och den förbrukade mängden värme som finns i bränslet . Resten av energin släpps ut i miljön i form av värme .

Värmemotorns verkningsgrad är:

,

där W ut  är mekaniskt arbete, J; Q in  - den förbrukade mängden värme, J.

En värmemotor kan inte vara mer effektiv än Carnot-cykeln , där värme överförs från en högtemperaturvärmare till ett lågtemperaturkylskåp. Effektiviteten hos en idealisk Carnot värmemotor beror enbart på temperaturskillnaden, och den absoluta termodynamiska temperaturen används i beräkningarna . Därför, för ångmaskiner, högsta möjliga temperatur T 1 i början av cykeln (uppnås till exempel med hjälp av överhettning ) och lägsta möjliga temperatur T 2 i slutet av cykeln (till exempel med hjälp av en kondensor ) behövs:

En ångmaskin som ventilerar ut ånga till atmosfären kommer att ha en praktisk verkningsgrad (panna inkluderad) på 1 till 8 %, men en motor med kondensor och expansion av flödesvägen kan förbättra verkningsgraden med upp till 25 % eller ännu mer. Ett värmekraftverk med överhettare och regenerativ vattenuppvärmning kan uppnå en verkningsgrad på 30-42%. Kombinationsanläggningar , där bränslets energi först används för att driva en gasturbin och sedan till en ångturbin, kan nå en verkningsgrad på 50-60%. Vid kraftvärmeverk höjs effektiviteten genom att använda delvis uttömd ånga för uppvärmning och produktionsbehov. I detta fall används upp till 90 % av bränslets energi och endast 10 % försvinner värdelöst i atmosfären.

Sådana skillnader i effektivitet beror på särdragen i den termodynamiska cykeln för ångmaskiner. Till exempel faller den största värmebelastningen på vinterperioden, så kraftvärmeverkningsgraden ökar på vintern.

En av anledningarna till minskningen av verkningsgraden är att den genomsnittliga ångtemperaturen i kondensorn är något högre än den omgivande temperaturen (den så kallade temperaturskillnaden bildas ). Den genomsnittliga temperaturskillnaden kan minskas genom att använda multi-pass kondensatorer. Användningen av economizers, regenerativa luftvärmare och andra sätt att optimera ångcykeln ökar också effektiviteten.

I ångmaskiner är en mycket viktig egenskap att isotermisk expansion och sammandragning sker vid ett konstant tryck, speciellt vid trycket från ångan som kommer från pannan. Därför kan värmeväxlaren vara av vilken storlek som helst, och temperaturskillnaden mellan arbetsvätskan och kylaren eller värmaren är cirka 1 °C. Som ett resultat kan värmeförlusterna hållas till ett minimum. Som jämförelse kan temperaturskillnaderna mellan värmaren eller kylaren och arbetsvätskan i Stirling nå 100 °C.

Fördelar och nackdelar

Den största fördelen med ångmotorer som externa förbränningsmotorer är att på grund av separationen av pannan från ångmotorn kan nästan alla typer av bränsle (värmekälla) användas - från ved och dynga till en kedjereaktion av klyvning av vissa klyvbart material, solens värme (med hjälp av koncentratorer i form av paraboliska speglar) eller uppvärmning från en radioisotopvärmekälla .

Detta skiljer dem från förbränningsmotorer, där varje typ kräver användning av en specifik typ av bränsle. Denna fördel är mest märkbar när man använder kärnenergi, eftersom en kärnreaktor inte kan generera mekanisk energi, utan endast producerar värme, som används för att generera ånga som driver ångmotorer (vanligtvis ångturbiner). Dessutom finns det andra värmekällor som inte kan användas i förbränningsmotorer, till exempel solenergi . En intressant riktning är användningen av energin från temperaturskillnaden i Världshavet på olika djup, såväl som användningen av geotermisk värme .

Även andra typer av externa förbränningsmotorer har liknande egenskaper, till exempel Stirlingmotorn , som kan ge mycket hög verkningsgrad, men är betydligt större och tyngre än moderna typer av ångmaskiner.

Ånglok fungerar bra på höga höjder, eftersom effektiviteten i deras arbete inte faller, utan tvärtom ökar på grund av lågt atmosfärstryck. Ånglok är fortfarande i bruk i de bergiga regionerna i Latinamerika och Kina, även om de för länge sedan har ersatts i låglandet av mer moderna typer av lokomotiv som drivs av dieselmotorer.

I Schweiz (Brienz Rothhorn) och Österrike (Schafberg Bahn) har nya ånglok som använder torr ånga visat sitt värde. Denna typ av ånglok utvecklades från de schweiziska lokomotiv- och maskinverksmodellerna (SLM) på 1930 -talet , med många moderna förbättringar såsom användningen av rullager, modern värmeisolering, förbränning av lätta oljefraktioner som bränsle, förbättrade ångledningar, etc. Som ett resultat har dessa lok 60 % lägre bränsleförbrukning och betydligt lägre underhållsbehov.[ specificera ] . De ekonomiska egenskaperna hos sådana lok är jämförbara med moderna diesellok och elektriska lok.[ specificera ] .

Dessutom är ånglok betydligt lättare än diesel- och ellok, vilket särskilt gäller för bergsjärnvägar.

En egenskap hos ångmaskiner är att de inte behöver en transmission , utan överför kraften direkt till hjulen.

En viktig fördel med kolvångmaskiner är bevarandet av maximalt vridmoment vid vilken hastighet som helst, ner till ett minimum. Detta ger ångfordon en dynamik som är ouppnåelig för fordon med förbränningsmotorer - att ta sig över sluttningar i vilken hastighet som helst, extremt långsam körning, jämn gång utan ryck, etc.

På grund av det höga vridmomentet behöver kolvångmaskiner inte heller en växellåda och reduktionsväxel, vilket överför kraften direkt till hjulen eller till drivaxelns differential.

Enhetens enkelhet, sparsamma temperaturförhållanden och låg hastighet, som är karakteristisk för fram- och återgående ångmotorer, ökar deras livslängd avsevärt, vilket ger dem hög tillförlitlighet och hållbarhet.

En fram- och återgående ångmaskin klarar höga överbelastningar (upp till 100%) under lång tid, vilket förbränningsmotorer inte klarar av.

En fram- och återgående ångmaskin kräver inte att tomgångshastigheten bibehålls och förbrukar ånga strikt i proportion till belastningen, vilket avsevärt förbättrar dess effektivitet. I moderna automatiserade högtryckspannor kan bränsletillförseln stängas av så ofta som önskas, så snart ångflödet stannar, och återstart sker nästan omedelbart.

Kolvångmaskinen är nästan tyst.

Förbränning av bränsle i en speciell kammare vid normalt tryck tillåter fullständig oxidation utan bildning av giftiga produkter, som inkluderar till exempel dioxiner och alkadiener , därför, till skillnad från förbränningsmotorer, kräver de inte användning av dyra och innehållande ädelmetaller som katalytiska omvandlare för att uppfylla miljöstandarder . Användning av geotermisk energi, solenergi eller andra naturliga källor kan göra en ångmaskin helt miljövänlig. Som ett resultat är miljöpotentialen för ångmotorer mycket högre än för förbränningsmotorer.

Uppfinning och utveckling

Den första kända enheten som drivs av ånga beskrevs av Hero of Alexandria under det första århundradet . Ångan som kom ut tangentiellt från munstyckena fixerade på kulan fick de senare att rotera.

Den faktiska ångturbinen uppfanns mycket senare, i det medeltida Egypten , av den turkiske astronomen, fysikern och ingenjören Takiyuddin ash-Shami på 1500-talet . Han föreslog en metod för att rotera spettet med hjälp av en ström av ånga riktad mot bladen fästa på hjulets kant.

En liknande maskin föreslogs 1629 av den italienske ingenjören Giovanni Branca för att rotera en cylindrisk förankringsanordning, som omväxlande lyfte och släppte ett par mortelstötar i mortlar . Ångflödet i dessa tidiga ångturbiner var inte koncentrerat, och det mesta av dess energi försvann i alla riktningar, vilket resulterade i betydande energiförluster.

Ångmaskinen skapades av den spanske uppfinnaren Hieronimo Ayans de Beaumont , vars uppfinningar påverkade patentet av engelsmannen T. Severi (se nedan). Principen för drift och tillämpning av ångmaskiner beskrevs också 1655 av engelsmannen Edward Somerset ; 1663 publicerade han en design och installerade en ångdriven anordning för att lyfta vatten till väggen i det stora tornet på Raglan Castle (urtagningarna i väggen där motorn installerades var fortfarande synliga på 1800-talet ). Men ingen var villig att riskera pengar för detta revolutionerande nya koncept, och ångmaskinen förblev outvecklad.

Ett av experimenten från den franske fysikern och uppfinnaren Denis Papin var skapandet av ett vakuum i en sluten cylinder. I mitten av 1670-talet, i Paris , samarbetade han med den holländska fysikern Huygens om en maskin som tvingade ut luft ur en cylinder genom att explodera krut i den. Efter att ha sett ofullständigheten i vakuumet som skapats av detta skapade Papin, efter att ha anlänt till England 1680 , en variant av samma cylinder, där han fick ett mer fullständigt vakuum med hjälp av kokande vatten, som kondenserade i cylindern. Därmed kunde han lyfta en last fäst vid kolven med ett rep som kastades över en remskiva . Systemet fungerade bara som en demonstrationsmodell: för att upprepa processen måste hela apparaten demonteras och återmonteras. Papen insåg snabbt att för att automatisera cykeln måste ångan produceras separat i en panna. Därför anses Papin vara uppfinnaren av ångpannan , vilket banar väg för Newcomen-ångmaskinen . Han föreslog dock inte konstruktionen av en fungerande ångmaskin. Papen designade också en båt , som drivs av ett jetdrivet hjul , i en kombination av begreppen Taqi al-Din och Severi; han är också krediterad för att ha uppfunnit många viktiga anordningar, såsom säkerhetsventilen .

Ingen av de beskrivna enheterna har faktiskt använts som ett sätt att lösa användbara problem. Den första ångmaskinen som användes i produktionen var "brandbilen", designad av den engelske militäringenjören Thomas Savery 1698 . Samma år fick Severi patent på sin enhet . Det var en ångpump utan kolv, och uppenbarligen inte särskilt effektiv, eftersom värmen från ångan gick förlorad varje gång behållaren kyldes, och ganska farlig i drift, eftersom tankarna och pumpen på grund av det höga trycket i ångan. rörledningar exploderade ibland. Eftersom denna anordning kunde användas både för att vrida hjulen på en vattenkvarn och för att pumpa ut vatten ur gruvor, kallade uppfinnaren den "en gruvarbetares vän".

År 1712 demonstrerade den engelske smeden Thomas Newcomen sin "atmosfäriska (vakuum) motor" . Det var en förbättrad Severi-ångmaskin, där Newcomen använde en cylinder med en kolv och minskade ångans arbetstryck avsevärt. Den första användningen av Newcomen-motorn var att pumpa vatten från en djup gruva. I gruvpumpen var vippen kopplad till en stav som gick ner i gruvan till pumpkammaren. Tryckkraftens fram- och återgående rörelser överfördes till pumpens kolv, som tillförde vatten till toppen. Det var Newcomen-pumpen som blev den första ångmaskinen som fick stor användning i praktiken.

År 1720 uppfann den tyske fysikern Jacob Leipold en högtrycks tvåcylindrig ångmaskin, där kraftslaget inte utförs av lågt vakuumtryck, som bildas efter att vatten sprutats in i en cylinder med varmvattenånga, som i vakuum. motorer, men genom högt tryck av varmvattenånga. Avgasångan släpps ut i atmosfären. Men högtrycksmaskiner byggdes bara 80 år senare, i början av 1800-talet, av amerikanen Oliver Evans och engelsmannen Richard Trevithick .

År 1763 designade mekanikern I.I. Polzunov den första tvåcylindriga vakuumångmotorn i Ryssland för att driva bälgar vid Barnaul Kolyvano -Voskresensky-fabrikerna, som byggdes 1764 .

År 1765 gjorde James Watt , för att öka effektiviteten hos Newcomens vakuummotor, en separat kondensator. Motorn var fortfarande under vakuum.

År 1781 patenterade James Watt en vev-och-stav vakuumångmaskin som producerade kontinuerlig rotationsrörelse av en axel (i motsats till translationsrörelsen i en Newcomen vattenpumpvakuummotor). Motorn var fortfarande vakuum, men Watts 10 hästkrafter vev-och-stav vakuummotor kunde, med kol och vatten, installeras och användas var som helst för alla ändamål. Det är vanligt att associera början av den industriella revolutionen i England med Watts vakuummotor .

Noterbart var det första kända automatiska styrsystemet ånghastighetskontrollsystemet som installerades på Watts ångmaskin 1775; nästan ett sekel senare beskrev James Clerk Maxwell den första matematiska modellen för automatisering.

En ytterligare förbättring av ångmaskinens effektivitet var användningen av högtrycksånga av amerikanen Oliver Evans och engelsmannen Richard Trevithick .

År 1786 försökte Evans patentera en konventionell ångbil som drivs av en högtrycksångmaskin, men patentverket förnekade Evans, och ansåg att hans idé var en absurd fantasi. Senare tillverkade Evans totalt ett femtiotal sådana maskiner, varav de flesta användes för att driva pumpanläggningar.

Trevithick, initiativtagaren till skapandet och användningen av stationära maskiner som arbetar vid högt tryck (han fick patent på en "högtrycksmaskin" 1800), behärskade i praktiken cylindriska ånga (de så kallade "Cornwall") pannor (1815) ). Sedan 1797 byggde han modeller av ångvagnar, och 1801 började han bygga originalvagnar, varav den sista framgångsrikt testades i Cornwall och London (1802-1803).

1801 byggde Richard Trevithick det första Puffing Devil-ångloket, sedan 1802 Coalbrookdale-ångloket för kolföretaget med samma namn.

Trevithick byggde framgångsrikt industriella högtrycks entaktsmotorer kända som "Cornish-motorer". De arbetade vid 50 psi , eller 345 kPa (3.405 atmosfärer). Men med ökande tryck uppstod också en större risk för explosioner i maskiner och pannor, vilket till en början ledde till åtskilliga olyckor. Ur denna synvinkel var det viktigaste inslaget i högtrycksmaskinen säkerhetsventilen, som släppte ut övertryck. Pålitlig och säker drift började först med ackumulering av erfarenhet och standardisering av procedurer för konstruktion, drift och underhåll av utrustning. Många vakuummotorer byggda tidigare enligt James Watts schema, efter uppfinningen av Evans och Trevithick, byggdes om enligt schemat för "Cornish-motorn" med högt tryck.

År 1769 visade den franske uppfinnaren Nicolas-Joseph Cugnot det första fungerande självgående ångfordonet : " fardier à vapeur " (ångvagn). Kanske kan hans uppfinning anses vara den första bilen . Den självgående ångtraktorn visade sig vara mycket användbar som en mobil källa till mekanisk energi som satte igång andra jordbruksmaskiner: tröskar , pressar etc. År 1788 var en ångbåt byggd av John Fitch redan i reguljär trafik längs Delaware Flod mellan Philadelphia (Pennsylvania) och Burlington (delstaten New York ). Han lyfte ombord 30 passagerare och gick i en hastighet av 7-8 knop . Den 21 februari 1804 demonstrerades det första självgående järnvägsångloket , byggt av Richard Trevithick, vid Penydarren järnbruk i Merthyr Tydfil , södra Wales .

År 1824 beskrev den franske vetenskapsmannen och ingenjören Sadi Carnot i sitt arbete "Om eldens drivkraft och på maskiner som kan utveckla denna kraft" först arbetscykeln för ett termodynamiskt system , senare uppkallat efter honom [3] [4] .

Med utvecklingen av lok- och ångfartygsbyggandet fick ångmaskinens framfart en ny impuls. Under 1800-talet förbättrades ångmaskinen avsevärt genom insatser från många duktiga ingenjörer. Designen av pannor och olika hjälpsystem (ångdistributionsmekanismer, bränsleförsörjning etc.) utvecklades, vilket senare blev klassiskt. Flerstegs, sammansatta och tandemtyper dök upp, intressanta industriella modeller. Den praktiska effektiviteten hos ångmaskinen förbättrades avsevärt. Kraven på landtransport och små skeppsbyggen har bidragit till framväxten av kompakta modeller med hög effekttäthet. Under seklets andra hälft dök det upp typer av layouter och system, som sedan användes i förbränningsmotorer: V-formade och stjärnformade layouter utan tvärhuvud, blockcylindrar med stängt vevhus, tallriksventiler drivna av en kamaxel, etc. Parallellt pågick utvecklingen av roterande alternativ: ångturbiner, olika modeller av roterande motorer.

I början av 1900-talet hade teorin och praktiken för ångmaskiner redan utvecklats väl, som har överlevt till denna dag nästan oförändrad. Fram- och återgående ångmotorer regerade överlägset inom järnvägs- och sjötransporter, ångturbiner fick allt mer praktisk tillämpning på stora fartyg. De allra flesta roterande (roterande kolv) typer testades och förkastades av en eller annan anledning.

Under de första decennierna av 1900-talet skedde en boom av fordon med förbränningsmotorer, vilket avsevärt undergrävde ångmaskinens auktoritet. Den är sämre än lättare och mer kompakta konkurrenter. På 1930-talet ersatte bensin- och dieselmotorer nästan helt ångmotorn från lätta landtransporter, och invaderade på ett avgörande sätt områdena för järnvägstransporter och skeppsbyggnad. Man tror att ångmaskinen redan lever sitt liv, hopplöst föråldrad.

På 1930-talet planeras en viss väckelse kring den igen. Nya material växer fram: rostfria stål som tål höga temperaturer och tryck, samt lätta och starka aluminiumlegeringar. Detta gör det möjligt att höja ångtrycket till 30–100 atm, vilket gör en sluten ångmotor jämförbar i storlek, effektivitet och pris med en förbränningsmotor. Införandet av ett vattenledningssystem gör pannan kompakt och säker. Serieproduktion av ångbilar och lastbilar, traktorer, bussar och även tankar och flygplan håller på att etableras. Nya idéer dyker upp: införandet av stjärnformade ångmotorer i hjulnav, i bakaxeln, etc. De värdefulla egenskaperna hos en ångmotor beaktas: högt vridmoment, utmärkt terrängförmåga, krävande bränsle, hållbarhet, tystnad , jämn gång, inget behov av att hålla tomgång, etc. Ångmaskiner är till och med installerade på limousiner [5] .

Men försöket att återuppliva idén om en ångmaskin misslyckades: dels på grund av andra världskrigets utbrott, dels på grund av konsumentens stereotyp av föråldrad, skrymmande, smutsig och fara med en ångmaskin, är intresset för dessa experiment försvagning. Ångmaskinen höll längst i järnvägstransporter, där nya modeller av ånglok tillverkades fram till 1950-talet. Men även här ersattes det efter hand av diesellok, ellok och gasturbinlok.

Ändå har dess idé inte glömts bort, och en del experimentellt arbete, och till och med försök att masstillverka högtrycksångmaskiner, utförs av entusiaster idag. Av stort värde är också arbetsmodeller av historiska ångmaskiner gjorda av amatörer.

Det bör noteras att spridningen av ångmaskinen skedde gradvis: mekanismer som använde vatten och vindenergi konkurrerade med ångmaskiner under lång tid. I synnerhet före 1870 i USA använde de flesta fabriker vattenturbiner snarare än ångmotorer [6] . På samma sätt förföll den gradvis. Så de sista ångloken arbetade på linjerna i slutet av 1900-talet, och några är fortfarande i drift till denna dag, trots att effektiviteten hos en lokmotor är en av de lägsta. Fram till nu är det ånglok och ångfartyg som är höljda i en viss gloria av romantik. I vissa länder används de fortfarande för turismändamål.

När det gäller ångturbiner har de tagit en stark position inom kraftindustrin och storskalig transportteknik. Deras effektivitet är dock starkt beroende av storleken, så lågeffekts ångturbiner är inte ekonomiskt genomförbara och används inte som huvudkraftverk. I nya utvecklingar av transporter med en ångmaskin används de som hjälpdrivenheter som arbetar på returånga.

Klassificering

Ångmaskiner är separerade [7] [8] :

Beroende på typen av transmissionsmekanism delas multipla expansionsångmaskiner in i tandemmaskiner och sammansatta maskiner . En speciell grupp består av en gång genomgående ångmotorer , där utsläppet av ånga från cylinderkaviteten utförs av kolvens kant.

Enligt deras tillämpning: för stationära maskiner och icke-stationära (inklusive mobila) installerade på olika typer av fordon .

Stationära ångmaskiner kan delas in i två typer beroende på användningssätt:

Ångvinschen är i huvudsak en stationär motor, men monterad på en basram så att den kan flyttas runt. Den kan fästas med en kabel till ankaret och flyttas med sin egen dragkraft till en ny plats.

Fram- och återgående ångmaskiner

Kolvmotorer använder ångkraft för att flytta en kolv i en förseglad kammare eller cylinder. En kolvs fram- och återgående verkan kan mekaniskt omvandlas till linjär rörelse för kolvpumpar eller till roterande rörelse för att driva roterande delar av verktygsmaskiner eller fordonshjul.

Vakuummaskiner

Tidiga ångmaskiner kallades först för " brandbilar " och även som Watts " atmosfäriska " eller "kondenserande" motorer. De arbetade efter vakuumprincipen och är därför också kända som "vakuummotorer". Sådana maskiner fungerade för att driva kolvpumpar , i alla fall finns det inga bevis för att de användes för andra ändamål. Under driften av en ångmaskin av vakuumtyp, i början av cykeln, släpps lågtrycksånga in i arbetskammaren eller cylindern. Inloppsventilen stängs sedan och ångan kyls och kondenserar. I en Newcomen-motor sprutas kylvattnet direkt in i cylindern och kondensatet rinner ut i en kondensatuppsamlare. Detta skapar ett vakuum i cylindern. Atmosfäriskt tryck i toppen av cylindern trycker på kolven, och får den att röra sig nedåt, det vill säga kraftslaget.

Kolven är ansluten med en kedja till änden av en stor vipparm som roterar runt dess mitt. Pumpen under belastning är ansluten med en kedja till den motsatta änden av vipparmen, som under pumpens verkan återför kolven till cylinderns topp med tyngdkraften . Så här händer det omvända. Ångtrycket är lågt och kan inte motverka kolvens rörelse [9] .

Konstant kylning och återuppvärmning av maskinens arbetscylinder var mycket slösaktigt och ineffektivt, men dessa ångmaskiner tillät att pumpa vatten från ett större djup än vad som var möjligt innan de dök upp. År 1774 dök en version av ångmaskinen upp, skapad av Watt i samarbete med Matthew Boulton, vars främsta innovation var borttagandet av kondensationsprocessen i en speciell separat kammare ( kondensor ). Denna kammare placerades i ett kallvattenbad och ansluts till cylindern med ett rör stängt av en ventil. En speciell liten vakuumpump (en prototyp av en kondensatpump) fästes vid kondensationskammaren , driven av en vipp och användes för att avlägsna kondensat från kondensorn. Det resulterande varmvattnet tillfördes av en speciell pump (en prototyp av matarpumpen) tillbaka till pannan. En annan radikal innovation var stängningen av den övre änden av arbetscylindern, överst på vilken nu lågtrycksånga. Samma ånga fanns i cylinderns dubbla mantel och bibehöll dess konstanta temperatur. Under kolvens uppåtgående rörelse överfördes denna ånga genom speciella rör till den nedre delen av cylindern för att kondenseras under nästa slag. Maskinen upphörde faktiskt att vara "atmosfärisk", och dess effekt berodde nu på tryckskillnaden mellan lågtrycksånga och det vakuum som kunde erhållas.

I ångmaskinen Newcomen smordes kolven med en liten mängd vatten som hälldes ovanpå den, i Watts motor blev detta omöjligt, eftersom ånga nu fanns i cylinderns övre del var det nödvändigt att byta till smörjning med en blandning av fett och olja. Samma fett användes i cylinderstångens packbox .

Vakuumångmotorer , trots de uppenbara begränsningarna av deras effektivitet, var relativt säkra, med lågtrycksånga, vilket var ganska förenligt med den allmänna låga nivån av 1700-tals pannteknik . Maskinens kraft begränsades av lågt ångtryck, cylinderstorlek, bränsleförbränningshastigheten och vattenavdunstning i pannan och storleken på kondensorn. Den maximala teoretiska effektiviteten begränsades av den relativt lilla temperaturskillnaden på vardera sidan av kolven; detta gjorde vakuummaskiner avsedda för industriellt bruk för stora och dyra.

Runt 1811 förbättrade Richard Trevithick Watts maskin. Ångtrycket ovanför kolven nådde 275 kPa (2,8 atmosfärer), och det var det som gav huvudkraften att slutföra arbetsslaget; dessutom förbättrades kondensatorn avsevärt. Sådana maskiner kallades Cornish , och byggdes fram till 1890-talet. Många gamla Watt-maskiner har byggts om till denna nivå. Några av de corniska maskinerna var ganska stora.

Högtrycksångmaskiner

I ångmotorer strömmar ånga från pannan in i cylinderns arbetskammare, där den expanderar, utövar tryck på kolven och gör användbart arbete. Den expanderade ångan kan sedan ventileras till atmosfären eller komma in i kondensorn. En viktig skillnad mellan högtrycksmaskiner och vakuummaskiner är att trycket på avgasångan är större än eller lika med atmosfärstrycket, det vill säga att det inte skapas ett vakuum. Avgasångan var vanligtvis vid ett tryck över atmosfärstrycket och drevs ofta ut i skorstenen , vilket möjliggjorde ökat panndrag.

Vikten av att öka ångtrycket är att den får en högre temperatur. Således arbetar en högtrycksångmaskin vid en större temperaturskillnad än vad som kan uppnås i vakuummaskiner. Efter att högtrycksmaskiner ersatt vakuum, blev de grunden för vidareutveckling och förbättring av alla kolvångmaskiner. Men trycket som ansågs högt år 1800 (275-345 kPa) anses nu vara mycket lågt - trycket i moderna ångpannor är tio gånger högre.

En ytterligare fördel med högtrycksmaskiner är att de är mycket mindre för en given effektnivå och därmed betydligt billigare. Dessutom kan en sådan ångmaskin vara lätt och kompakt nog att användas på fordon. Den resulterande ångtransporten (ånglok, ångbåtar) revolutionerade kommersiella transporter och passagerartransporter, militärstrategi och påverkade i allmänhet nästan alla aspekter av det offentliga livet.

Dubbelverkande ångmaskiner

Nästa viktiga steg i utvecklingen av högtrycksångmaskiner var uppfinningen 1782 av James Watt av den dubbelverkande maskinen. I enkelverkande maskiner rörde sig kolven i en riktning av kraften från expanderande ånga, men den återvände antingen under påverkan av gravitationen eller på grund av tröghetsmomentet hos ett roterande svänghjul kopplat till ångmotorn.

I dubbelverkande ångmaskiner tillförs färsk ånga växelvis till båda sidor av arbetscylindern, medan avgasånga på andra sidan av cylindern kommer ut i atmosfären eller till kondensorn. Detta krävde skapandet av en ganska komplex ångdistributionsmekanism. Dubbelverkande principen ökar maskinens hastighet och förbättrar smidigheten.

Kolven i en sådan ångmaskin är ansluten till en glidstång som sträcker sig från cylindern. En svängande vevstång är fäst vid denna stav, som driver svänghjulsveven. Ångdistributionssystemet drivs av en annan vevmekanism . Ångfördelningsmekanismen kan ha en omvänd funktion så att rotationsriktningen för maskinens svänghjul kan ändras.

En dubbelverkande ångmaskin är ungefär dubbelt så kraftfull som en konventionell ångmaskin och kan även arbeta med ett mycket lättare svänghjul. Detta minskar vikten och kostnaden för maskinerna.

De flesta fram- och återgående ångmaskiner använder denna funktionsprincip, vilket tydligt syns i exemplet med ånglok. När en sådan maskin har två eller flera cylindrar är vevarna inställda på 90 grader för att säkerställa att maskinen kan startas vid valfri position av kolvarna i cylindrarna. Vissa hjulångare hade en encylindrig dubbelverkande ångmaskin, och de var tvungna att se till att hjulet inte stannade dödläge , det vill säga i ett läge där motorn inte kunde startas.

År 1832 byggdes för första gången i Ryssland en ångmaskin med vevmekanism för Hercules militärångare vid anläggningen (byggaren av ångbåten var en engelsk skeppsbyggare i rysk tjänst, V. F. Stokke). Det var världens första framgångsrika ångmaskin för ångfartyg utan en balanserare på 240 styrkor [10] . Britterna gjorde två gånger, 1822 och 1826 , ett försök att tillverka sådana maskiner för sina ångfartyg, men de misslyckades och måste ersättas av konventionella balanseringsmaskiner. Endast på ångbåten Gorgon , som sjösattes 1837, kunde de installera en direktverkande maskin (utan balanseringsanordning), som började fungera normalt [10] .

Steam distribution

I de flesta fram- och återgående ångmaskiner ändrar ånga riktning med varje slag av arbetscykeln, in i och ut ur cylindern genom samma grenrör. En komplett motorcykel tar ett helt varv av veven och består av fyra faser - insug, expansion (arbetsfas), avgas och kompression. Dessa faser styrs av ventiler i en "ånglåda" i anslutning till cylindern. Ventiler styr ångflödet genom att ansluta grenrören på varje sida av arbetscylindern i serie till ångmotorns insugs- och avgasgrenrör. Ventilerna drivs av någon typ av ventilmekanism.

Den enklaste ventilmekanismen ger en fast varaktighet av arbetsfaserna och har vanligtvis inte förmågan att ändra maskinaxelns rotationsriktning. De flesta ventilmekanismer är mer avancerade, har en omvänd mekanism och låter dig även justera maskinens kraft och vridmoment genom att ändra "ångavstängningen", det vill säga att ändra förhållandet mellan insugnings- och expansionsfaserna. Eftersom vanligtvis samma skjutventil styr både inlopps- och utloppsångflödet, påverkar en förändring av dessa faser också symmetriskt förhållandet mellan avgas- och kompressionsfaserna. Och här finns det ett problem, eftersom förhållandet mellan dessa faser helst inte bör ändras: om avgasfasen blir för kort, kommer det mesta av avgasångan inte att ha tid att lämna cylindern och kommer att skapa ett betydande mottryck i kompressionsfas.

Under 1840- och 1850-talen gjordes många försök att komma runt denna begränsning, främst genom att skapa kretsar med en extra avstängningsventil monterad på huvudstyrventilen, men sådana mekanismer fungerade inte tillfredsställande, och dessutom visade sig de vara för dyrt och komplicerat. Sedan dess har en vanlig kompromiss varit att förlänga glidytorna på slidventilerna så att inloppsporten stängs längre än utloppet. Senare scheman med separata insugs- och avgasventiler utvecklades som kunde ge en nästan idealisk arbetscykel, men dessa scheman användes sällan i praktiken, särskilt inom transport, på grund av deras komplexitet och driftsproblem [11] [12] .

Komprimering

Utloppsporten på en ångmotorcylinder stängs något innan kolven når sitt ändläge, vilket lämnar en del avgasånga kvar i cylindern. Detta innebär att det finns en kompressionsfas i arbetscykeln, som bildar den så kallade "ångkudden" , som saktar ner kolvens rörelse i dess extrema lägen. Det eliminerar också det plötsliga tryckfallet i början av insugningsfasen när färsk ånga kommer in i cylindern.

Ledande

Den beskrivna effekten av "ångkudden" förstärks också av att intaget av färsk ånga i cylindern börjar något tidigare än kolven når ytterläget, det vill säga det sker en viss frammatning av intaget. Detta framsteg är nödvändigt så att innan kolven börjar sitt arbetsslag under inverkan av färsk ånga, skulle ångan hinna fylla det döda utrymmet som uppstod som ett resultat av den föregående fasen, det vill säga insugs-avgaskanalerna och cylindervolymen oanvänd för kolvrörelse [ 13] .

Enkel tillägg

En enkel expansion förutsätter att ångan bara fungerar när den expanderar i cylindern, och avgasångan släpps direkt ut i atmosfären eller kommer in i en speciell kondensor. Ångans restvärme kan sedan användas för att till exempel värma ett rum eller ett fordon, samt för att förvärma vattnet som kommer in i pannan.

Sammansatt

Under expansionsprocessen i cylindern på en högtrycksmaskin sjunker temperaturen på ångan i proportion till dess expansion. Eftersom det inte finns någon värmeväxling ( adiabatisk process ) visar det sig att ångan kommer in i cylindern vid en högre temperatur än den lämnar den. Sådana temperaturfluktuationer i cylindern leder till en minskning av processens effektivitet.

En metod för att hantera denna temperaturskillnad föreslogs 1804 av den engelske ingenjören Arthur Wolfe, som patenterade "Wolfe Compound High Pressure Steam Engine". I denna maskin kom högtemperaturånga från ångpannan in i högtryckscylindern, och efter det kom ångan som utmatades i den med en lägre temperatur och tryck in i lågtryckscylindern (eller cylindrarna). Detta minskade temperaturskillnaden i varje cylinder, vilket generellt minskade temperaturförlusterna och förbättrade ångmaskinens totala effektivitet. Lågtrycksångan hade en större volym och krävde därför en större volym av cylindern. Därför hade lågtryckscylindrarna i sammansatta maskiner en större diameter (och ibland längre) än högtryckscylindrarna.

Detta arrangemang är också känt som "dubbel expansion" eftersom ångexpansionen sker i två steg. Ibland kopplades en högtryckscylinder till två lågtryckscylindrar, vilket resulterade i tre ungefär lika stora cylindrar. Ett sådant upplägg var lättare att balansera.

Tvåcylindriga blandningsmaskiner kan klassificeras som:

  • tvärblandning - cylindrarna är placerade sida vid sida, deras ångledande kanaler korsas.
  • tandemblandning - cylindrarna är arrangerade i serie och använder en stång.
  • vinkelblandning - cylindrarna är placerade i en vinkel mot varandra, vanligtvis 90 grader, och arbetar på en vev.

Efter 1880-talet blev sammansatta ångmaskiner utbredda inom tillverkning och transport, och blev praktiskt taget den enda typen som användes på ångbåtar. Deras användning på ånglok var inte så utbredd eftersom de visade sig vara för komplexa, delvis på grund av de svåra driftsförhållandena för ångmotorer i järnvägstransporter . Trots att sammansatta lok aldrig blev ett massfenomen (särskilt i Storbritannien, där de var mycket sällsynta och inte användes alls efter 1930-talet), fick de en viss popularitet i flera länder [14] .

Multipel expansion

Den logiska utvecklingen av det sammansatta schemat var tillägget av ytterligare expansionssteg till det, vilket ökade effektiviteten i arbetet. Resultatet var ett multipelexpansionssystem känt som trippel- eller till och med fyrdubbla expansionsmaskiner. Dessa ångmaskiner använde en serie dubbelverkande cylindrar som ökade i volym för varje steg. Ibland, istället för att öka volymen av lågtryckscylindrar, användes en ökning av deras antal, precis som på vissa sammansatta maskiner.

Bilden till höger visar en trippelexpansionsångmaskin i drift. Ånga strömmar genom maskinen från vänster till höger. Ventilblocket för varje cylinder är placerat till vänster om motsvarande cylinder.

Utseendet på denna typ av ångmotorer blev särskilt relevant för flottan, eftersom kraven på storlek och vikt för fartygsmotorer inte var särskilt strikta, och viktigast av allt gjorde detta schema det enkelt att använda en kondensor som returnerar avgasångan i formen av färskvatten tillbaka till pannan (använd saltvatten för att driva pannorna var inte möjligt). Markbaserade ångmaskiner upplevde vanligtvis inga problem med vattenförsörjningen och kunde därför avge avgas i atmosfären. Därför var ett sådant system mindre relevant för dem, särskilt med tanke på dess komplexitet, storlek och vikt. Dominansen av ångmotorer med flera expansioner slutade först med tillkomsten och den utbredda användningen av ångturbiner. Men moderna ångturbiner använder samma princip för att dela upp flödet i sektioner med högt, medium och lågt tryck.

Direktflödesångmaskiner

Engångsångmaskiner uppstod som ett resultat av ett försök att övervinna en nackdel som är inneboende i ångmaskiner med traditionell ångdistribution. Faktum är att ångan i en vanlig ångmaskin hela tiden ändrar sin rörelseriktning, eftersom samma fönster på varje sida av cylindern används för både inlopp och utlopp av ånga. När avgasångan lämnar cylindern kyler den dess väggar och ångdistributionskanaler. Färsk ånga spenderar följaktligen en viss del av energin på att värma dem, vilket leder till en minskning av effektiviteten.

Engångsångmaskiner har en extra port, som öppnas av en kolv i slutet av varje fas, och genom vilken ångan lämnar cylindern. Detta förbättrar maskinens effektivitet när ångan rör sig i en riktning och cylinderväggarnas temperaturgradient förblir mer eller mindre konstant. Engångsexpansionsmaskiner visar ungefär samma effektivitet som sammansatta maskiner med konventionell ångdistribution. Dessutom kan de arbeta med högre hastigheter, och därför, innan ångturbinernas tillkomst, användes de ofta för att driva kraftgeneratorer som kräver höga rotationshastigheter.

Engångsångmaskiner är antingen enkel- eller dubbelverkande.

Ångturbiner

En ångturbin är en trumma eller en serie roterande skivor fixerade på en enda axel, de kallas en turbinrotor, och en serie fasta skivor som alternerar med dem, fixerade på en bas, kallad stator. Rotorskivorna har blad på utsidan, ånga tillförs dessa blad och vänder skivorna. Statorskivorna har liknande (i aktiva eller liknande i reaktiva) blad installerade i motsatt vinkel, vilka tjänar till att omdirigera ångflödet till följande rotorskivor. Varje rotorskiva och dess motsvarande statorskiva kallas ett turbinsteg. Antalet och storleken på stegen i varje turbin väljs på ett sådant sätt att man maximerar användningen av den användbara energin i ångan av hastigheten och trycket som tillförs den. Avgasångan som lämnar turbinen kommer in i kondensorn. Turbiner snurrar i mycket höga hastigheter, och därför används ofta speciella nedtrappningstransmissioner vid överföring av kraft till annan utrustning . Dessutom kan turbiner inte ändra sin rotationsriktning och kräver ofta ytterligare reverseringsmekanismer (ibland används ytterligare omvända rotationssteg).

Turbiner omvandlar ångenergi direkt till rotation och kräver inga ytterligare mekanismer för att omvandla fram- och återgående rörelse till rotation. Dessutom är turbiner mer kompakta än kolvmaskiner och har en konstant kraft på utgående axel. Eftersom turbiner är av enklare design, tenderar de att kräva mindre underhåll.

Huvudapplikationen för ångturbiner är generering av el (cirka 86% av världens elproduktion produceras av turbogeneratorer , som drivs av ångturbiner), dessutom används de ofta som fartygsmotorer (inklusive kärnkraftsfartyg och ubåtar ) . Ett antal ångturbinlok byggdes också , men dessa användes inte i stor utsträckning och ersattes snabbt av diesel- och elektriska lok .

Andra typer av ångmaskiner

Förutom fram- och återgående ångmaskiner användes roterande ångmaskiner aktivt på 1800-talet . I Ryssland, under andra hälften av 1800-talet, kallades de "roterande maskiner". Det fanns flera typer av dem, men den mest framgångsrika och effektiva var "rotationsmaskinen" av St. Petersburgs maskiningenjör N. N. Tverskoy [15] . Maskinen var en cylindrisk kropp där impellerrotorn roterade, och speciella låstrummor låste expansionskamrarna. Den "roterande maskinen" av N. N. Tverskoy hade inte en enda del som skulle utföra fram- och återgående rörelser och var perfekt balanserad.

Tversky-motorn skapades och fungerade huvudsakligen på författarens entusiasm, men den användes i många exemplar på små fartyg , i fabriker och för att driva dynamoer . En av motorerna installerades till och med på den kejserliga yachten "Standard" , och som en expansionsmaskin - driven av en cylinder av komprimerad ammoniak satte denna motor igång en av de första experimentella ubåtarna  - "undervattensförstöraren", som testades av N. N. Tverskoy på 1880-talet i Finska vikens vatten .

Men med tiden, när ångmaskiner ersattes av förbränningsmotorer och elmotorer, glömdes N. N. Tverskoys "roterande maskin" praktiskt taget bort. Dessa "roterande maskiner" kan dock betraktas som prototyper av dagens roterande förbränningsmotorer.

Applikation

Fram till mitten av 1900-talet användes ångmaskiner i stor utsträckning i de områden där deras positiva egenskaper (stor tillförlitlighet, förmåga att arbeta med stora lastfluktuationer, möjlighet till långa överbelastningar, hållbarhet, låga driftskostnader, lätt underhåll och lätthet) av reversering) gjorde användningen av en ångmaskin mer lämplig än användningen av andra motorer, trots dess brister, som främst härrörde från närvaron av en vevmekanism. Dessa områden inkluderar: järnvägstransporter , vattentransporter , där ångmaskinen delade sin användning med förbränningsmotorer och ångturbiner; industriföretag med el- och värmeförbrukning: sockerfabriker, tändstickor, textil, pappersfabriker, enskilda livsmedelsföretag. Typen av värmeförbrukningen för dessa företag bestämde installationens termiska schema och motsvarande typ av uppvärmningsångmotor: med slut eller mellanliggande ångextraktion.

Värmeinstallationer gör det möjligt att minska bränsleförbrukningen med 5-20 % jämfört med separata installationer och installationer bestående av kondenserande ångmaskiner och separata pannor som producerar ånga för tekniska processer och uppvärmning.

Forskning utförd i Sovjetunionen visade att det var lämpligt att konvertera separata installationer till kraftvärmeverk genom att införa kontrollerad ångutvinning från mottagaren av en dubbelexpansionsångmaskin. Förmågan att arbeta på alla typer av bränsle gjorde det ändamålsenligt att använda ångmaskiner för att arbeta med industri- och jordbruksavfall : i sågverk, i lokomobilinstallationer , etc., speciellt i närvaro av värmeförbrukning, som till exempel vid träbearbetning företag med brännbart avfall och förbrukar lågpotential värme i syfte att torka virke.

Ångmaskinen är bekväm att använda i spårlösa transporter ( ångbil , ångbil , ånggrävare , ångplan ), eftersom den inte kräver en växellåda , men den har inte vunnit popularitet på grund av några olösliga designsvårigheter.

Ångmaskiner användes som drivmotor i pumpstationer , lokomotiv , ångfartyg , traktorer , kranar , schaktmaskiner och andra fordon och mekanismer. Ångmaskiner bidrog till den utbredda kommersiella användningen av maskiner i företag och var energibasen för den industriella revolutionen på 1700-talet. Senare ångmotorer ersattes av förbränningsmotorer , ångturbiner och elmotorer , som är mer effektiva .

För närvarande används en ångmaskin för att driva pumpar som används som standby eller i närvaro av en ångkälla, under förhållanden där elektricitet inte är tillgänglig eller omöjlighet att använda elektricitet eller en förbränningsmotor på grund av brandsäkerhetsförhållanden. En dubbelverkande fram- och återgående ångmaskin utan vevmekanism används för att linjärt driva en kolvpump. Industrin tillverkar vertikala och horisontella ångpumpar av PDV- respektive PDG-typerna [16] .

Ångturbiner , formellt en typ av ångmotor, används fortfarande i stor utsträckning som drivsystem för elgeneratorer . Cirka 86 % av den el som produceras i världen genereras med ångturbiner.

Okonventionella bilar

Sedan 1998 har Channel 4 av British Television varit värd för dokusåpan " Scrapheap Challenge " ("Call from the Landfill"), där två lag med tre vanliga deltagare och en specialist tävlar mot varandra. Lagen får 10 timmar på sig att bygga en given bil av delar de hittar på en skrotgård, och sedan arrangeras tävlingar. 2007 byggde team av brittiska och amerikanska ingenjörer en hjulångare i Brunels anda . Samtidigt använde det brittiska laget ett elektriskt system med mikrobrytare och magnetventiler för att styra ångmaskinen. Deras ångbåt fick fart nära det amerikanska teamets dieselbåt.

Airspeed 2000  är det enda praktiska lösenordet.

Anteckningar

  1. ↑ Landsberg G.S. Elementär lärobok i fysik. Volym I. Mekanik. Värme. Molekylär fysik. - M .: Nauka , 1971. - Upplaga 300 000 exemplar. - s. 629
  2. ↑ Ivan Ivanovich Polzunov 1728-1766. Biografi om uppfinnaren Polzunov . www.bibliotekar.ru Hämtad 24 januari 2019. Arkiverad från originalet 17 januari 2019.
  3. ↑ Carnot S. Reflexions sur la puissance motrice du feu et sur les machines propres à développer cette puissance . - Paris: Gauthier-Villars, Imprimeur-Libraire, 1878. - 102 sid.  (fr.)
  4. ↑ Termodynamikens andra lag. (Verk av Sadi Carnot - V. Thomson - Kelvin - R. Clausius - L. Boltzmann - M. Smoluchovsky) / Pod. ed. A.K. Timiryazev. - Moskva-Leningrad: Statens tekniska och teoretiska förlag, 1934. - S. 17-61.
  5. ↑ V. A. Dobrovolsky. Moderna ångbilar och traktorer. - NKTP State Scientific and Technical Publishing House of Ukraine, 1936
  6. ↑ N. Rosenberg, L. E. Birdzell. Hur västerlandet blev rikt. Economic Transformation of the Industrial World Arkiverad 14 oktober 2017 på Wayback Machine . - Novosibirsk: Ekor, 1995. - S. 352.
  7. ↑ Ångmaskin // Panipat - Pechura. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1955. - S. 125-127. - ( Stora sovjetiska encyklopedin  : [i 51 volymer]  / chefredaktör B. A. Vvedensky  ; 1949-1958, v. 32).
  8. ↑ Zhiritsky G.S. Ångmaskiner. - Gosenergoizdat, 1951. - S. 9-11. — 280 s.
  9. ↑ Hulse David K. (1999): "Ångmaskinens tidiga utveckling"; TEE Publishing, Leamington Spa, Storbritannien, ISBN , 85761 107 1 
  10. ↑ 1 2 N. A. Zalessky. "Odessa" går till havet. Uppkomsten av ångnavigering på Svarta havet 1827-1855. - L .: Skeppsbyggnad, 1987. - S. 8-9.
  11. ↑ Riemsdijk J. van: (1994) Compound Locomotives, pp. 2-3; Atlantic Publishers Penrhyn, England. ISBN 0-906899-61-3 
  12. ↑ Carpenter, George W. & bidragsgivare (2000): La locomotive à vapeur: pp. 56-72; 120 och följande; Camden Miniature Steam Services, Storbritannien. ISBN 0-9536523-0-0  (franska)
  13. ↑ Bell, A. M. Lokomotiv. - London: Virtue and Company, 1950. - S. pp61-63.  (Engelsk)
  14. ↑ Riemsdijk J. van: (1994) Compound Locomotives , Atlantic Publishers Penrhyn, England. ISBN 0-906899-61-3 
  15. ↑ Ångmaskin från N. N. Tverskoy . Hämtad 1 september 2011. Arkiverad från originalet 28 oktober 2019.
  16. ↑ Centralt pumpbolag. Ångkolvpumpar PDV och PDG . www.mnkom.ru Hämtad 24 februari 2020. Arkiverad från originalet 24 februari 2020.

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Motorer
Externa förbränningsmotorer
Turbiner och mekanismer med turbiner i sammansättningen
Efter typ av arbetskropp
Gas
Ånga
hydraulisk
  • propellerturbin
Genom designfunktioner
se även evighetsmaskin Kuggväxelmotor gummimotor