ორთქლის მანქანა- გარე წვის სითბოს ძრავა, რომელიც გარდაქმნის ორთქლის ენერგიას მექანიკური მუშაობადგუშის ორმხრივი მოძრაობა, შემდეგ კი ლილვის ბრუნვის მოძრაობაში. უფრო ფართო გაგებით, ორთქლის ძრავა არის ნებისმიერი გარე წვის ძრავა, რომელიც გარდაქმნის ორთქლის ენერგიას მექანიკურ სამუშაოდ.

ჰორიზონტალური სტაციონარული ორცილინდრიანი ორთქლის ძრავა ქარხნული ტრანსმისიების მართვისთვის. მე-19 საუკუნის დასასრული სამრეწველო კულტურის მუზეუმის გამოფენა. ნიურნბერგი

ორთქლის ძრავების მნიშვნელობა

გამოიყენებოდა ორთქლის ძრავები წამყვანი ძრავასატუმბო სადგურებში, ლოკომოტივებში, ორთქლის გემებში, ტრაქტორებში, ორთქლის მანქანებსა და სხვა სატრანსპორტო საშუალებებში. ორთქლის ძრავებმა ხელი შეუწყო მანქანების ფართო კომერციულ გამოყენებას საწარმოებში და იყო მე -18 საუკუნის ინდუსტრიული რევოლუციის ენერგეტიკული საფუძველი. გვიან ორთქლის ძრავებს ძრავებმა ჩაანაცვლეს შიგაწვის, ორთქლის ტურბინები და ელექტროძრავები, რომელთა ეფექტურობა უფრო მაღალია.

ორთქლის ტურბინები, ფორმალურად მრავალფეროვანი ორთქლის ძრავები, ჯერ კიდევ ფართოდ გამოიყენება როგორც დენის გენერატორების დისკები. მსოფლიოში წარმოებული ელექტროენერგიის დაახლოებით 86% წარმოიქმნება ორთქლის ტურბინების გამოყენებით.

ოპერაციული პრინციპი

ორთქლის ძრავის მართვისთვის საჭიროა ორთქლის ქვაბი. გაფართოებული ორთქლი დგუშზე ან ორთქლის ტურბინის პირებზე დაჭერით, რომლის მოძრაობა გადაეცემა სხვა მექანიკურ ნაწილებს. გარე წვის ძრავების ერთ-ერთი უპირატესობა ის არის, რომ ქვაბის ორთქლის ძრავისგან გამოყოფის გამო თითქმის ნებისმიერი ტიპის საწვავის გამოყენებაა შესაძლებელი - ნარჩენებიდან ურანამდე.

გამოგონება და განვითარება

პირველი ცნობილი მოწყობილობა, რომელიც იკვებება ორთქლით, აღწერილია ალექსანდრიის გმირმა პირველ საუკუნეში. ბურთზე დამაგრებული საქშენებიდან ტანგენციურად გამომავალი ორთქლი ამ უკანასკნელს ატრიალებდა. ნამდვილი ორთქლის ტურბინა გამოიგონა უფრო გვიან, შუა საუკუნეების ეგვიპტეში, მე-16 საუკუნის არაბმა ფილოსოფოსმა, ასტრონომმა და ინჟინერმა ტაგი-ალ-დინომმა. მან შემოგვთავაზა შამფვრის ბრუნვის მეთოდი ორთქლის ნაკადის საშუალებით, რომელიც მიმართულია ბორბლის კიდეზე დამაგრებულ პირებზე. მსგავსი მანქანა შემოგვთავაზა 1629 წელს იტალიელმა ინჟინერმა ჯოვანი ბრანკამ ცილინდრული წამყვან მოწყობილობის დასაბრუნებლად, რომელიც მონაცვლეობით ასწევდა და ათავისუფლებდა წყვილ ნაღმტყორცნებს. ორთქლის ნაკადი ამ დასაწყისში ორთქლის ტურბინებიარ იყო კონცენტრირებული და მისი ენერგიის უმეტესი ნაწილი იფანტებოდა ყველა მიმართულებით, რამაც გამოიწვია ენერგიის მნიშვნელოვანი დანაკარგები.

თუმცა შემდგომი განვითარებაორთქლის ძრავა მოითხოვდა ეკონომიკურ გარემოს, რომელშიც ძრავის შემქმნელებს შეეძლოთ ესარგებლათ მათი შედეგებით. ასეთი პირობები არ არსებობდა არც ანტიკურ ხანაში, არც შუა საუკუნეებში და არც რენესანსში. მხოლოდ მე -17 საუკუნის ბოლოს შეიქმნა ორთქლის ძრავები, როგორც უნიკალური კურიოზები. პირველი მანქანა შექმნა ესპანელმა გამომგონებელმა ჯერონიმო აიანს დე ბომონტმა, რომლის გამოგონებებმა გავლენა მოახდინა ტ. სევერის პატენტზე (იხ. ქვემოთ). ორთქლის ძრავების მუშაობის პრინციპი და გამოყენება 1655 წელს ინგლისელმა ედვარდ სომერსეტმაც აღწერა. 1663 წელს მან გამოაქვეყნა დიზაინი და დაამონტაჟა ორთქლით მომუშავე მოწყობილობა რაგლანის ციხესიმაგრის დიდი კოშკის კედელზე წყლის ასაწევად (კედელში ჩაღრმავებები, სადაც ძრავა იყო დამონტაჟებული, ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნეში ჩანდა). თუმცა, არავის სურდა ფული გარისკო ამ რევოლუციური ახალი კონცეფციისთვის და ორთქლის ძრავა განუვითარებელი დარჩა. ფრანგი ფიზიკოსისა და გამომგონებლის დენის პაპინის ერთ-ერთი ექსპერიმენტი იყო ვაკუუმის შექმნა დახურულ ცილინდრში. 1670-იანი წლების შუა ხანებში პარიზში, ის თანამშრომლობდა ჰოლანდიელ ფიზიკოს ჰაიგენსთან მანქანაზე, რომელიც ჰაერს ცილინდრიდან გამოჰყავდა მასში დენთის აფეთქებით. ამით შექმნილი ვაკუუმის არასრულყოფილების დანახვისას, პაპინმა 1680 წელს ინგლისში ჩასვლის შემდეგ შექმნა იმავე ცილინდრის ვერსია, რომელშიც მან მიიღო უფრო სრული ვაკუუმი მდუღარე წყლის დახმარებით, რომელიც კონდენსირებული იყო ცილინდრში. ამგვარად, მან შეძლო დგუშზე მიმაგრებული სიმძიმის აწევა თოკით, რომელიც ბორბალზე იყო გადაგდებული. სისტემა დემო რეჟიმში მუშაობდა, მაგრამ პროცესის განმეორებისთვის, მთელი აპარატის დემონტაჟი და ხელახლა აწყობა იყო საჭირო. პაპენი სწრაფად მიხვდა, რომ ციკლის ავტომატიზაციისთვის, ორთქლი ცალკე უნდა გამოემუშავებინა ქვაბში. ამიტომ პაპინი ითვლება ორთქლის ქვაბის გამომგონებლად, რითაც გზას უხსნის Newcomen-ის ორთქლის ძრავას. თუმცა, მან არ შესთავაზა მოქმედი ორთქლის ძრავის დიზაინი. პაპენმა ასევე დააპროექტა ნავი, რომელიც მოძრაობს რეაქტიული ბორბლით, ტაგი-ალ-დინისა და სევერის ცნებების კომბინაციაში; მას ასევე მიეწერება ბევრის გამოგონება მნიშვნელოვანი მოწყობილობებიროგორიცაა უსაფრთხოების სარქველი.

არც ერთი აღწერილი მოწყობილობა არ ყოფილა გამოყენებული, როგორც სასარგებლო პრობლემების გადაჭრის საშუალება. პირველად გამოიყენეს წარმოებაში ორთქლმავალიიყო "ცეცხლოვანი ქარხანა" შექმნილი ინგლისელი სამხედრო ინჟინრის თომას სევერის მიერ 1698 წელს. სევერიმ თავისი მოწყობილობის პატენტი 1698 წელს მიიღო. ეს იყო ორთქლის ორთქლის ტუმბო და, ცხადია, არც თუ ისე ეფექტური, რადგან ორთქლის სითბო იკარგებოდა ყოველ ჯერზე კონტეინერის გაციებისას და საკმაოდ საშიში იყო ექსპლუატაციაში, რადგან მაღალი წნევაორთქლის ავზები და ძრავის მილები ზოგჯერ აფეთქდა. ვინაიდან ამ მოწყობილობის გამოყენება შეიძლებოდა როგორც წყლის წისქვილის ბორბლების დასაბრუნებლად, ასევე მაღაროებიდან წყლის ამოტუმბვისთვის, გამომგონებელმა მას "მაღაროელის მეგობარი" უწოდა.

შემდეგ ინგლისელმა მჭედელმა თომას ნიუკომენმა აჩვენა თავისი "ატმოსფერული ძრავა" 1712 წელს. ეს იყო გაუმჯობესებული Severi ორთქლის ძრავა, რომელშიც Newcomen მნიშვნელოვნად ამცირებს ორთქლის სამუშაო წნევას. Newcomen-ის ძრავის პირველი გამოყენება იყო წყლის ამოტუმბვა ღრმა მაღაროდან. მაღაროს ტუმბოში როკერი დაკავშირებული იყო ღეროსთან, რომელიც მაღაროში ჩადიოდა ტუმბოს კამერამდე. ბიძგების ორმხრივი მოძრაობები გადადიოდა ტუმბოს დგუში, რომელიც აწვდიდა წყალს ზევით. ეს იყო Newcomen ძრავა, რომელიც გახდა პირველი ორთქლის ძრავა, რომელიც ფართოდ გავრცელდა პრაქტიკული გამოყენება, რომელთანაც მიღებულია ინგლისში ინდუსტრიული რევოლუციის დასაწყისის დაკავშირება. პირველი ორცილინდრიანი ვაკუუმური ორთქლის ძრავა რუსეთში დააპროექტა მექანიკოსმა ი.ი. პოლზუნოვმა 1763 წელს და აშენდა 1764 წელს, ბარნაულ კოლივანო-ვოსკრესენსკის ქარხნებში საფეთქლის ბუშტუკების ამოსაყვანად. ეფექტურობის შემდგომი ზრდა იყო მაღალი წნევის ორთქლის გამოყენება (ამერიკელი ოლივერ ევანსი და ინგლისელი რიჩარდ ტრევიტიკი). R. Trevithick-მა წარმატებით ააშენა მაღალი წნევის სამრეწველო ერთდროული ძრავები, რომლებიც ცნობილია როგორც "Cornish engines". ისინი მუშაობდნენ 50 psi-ზე, ანუ 345 kPa (3,405 ატმოსფერო). თუმცა, წნევის მატებასთან ერთად, ასევე გაჩნდა მანქანებსა და ქვაბებში აფეთქებების საშიშროება, რამაც თავდაპირველად მრავალი ავარია გამოიწვია. ამ თვალსაზრისით, მაღალი წნევის აპარატის ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტი იყო დამცავი სარქველი, რომელიც ათავისუფლებდა ზედმეტ წნევას. სანდო და უსაფრთხო ოპერაციადაიწყო მხოლოდ გამოცდილების დაგროვებით და აღჭურვილობის მშენებლობის, ექსპლუატაციისა და ტექნიკური მომსახურების პროცედურების სტანდარტიზაციით. ფრანგმა გამომგონებელმა ნიკოლა-ჟოზეფ კუნიომ 1769 წელს აჩვენა პირველი მოქმედი თვითმავალი ორთქლის ძრავა. მანქანა: "fardier à vapeur" (ორთქლის ურიკა). ალბათ მისი გამოგონება შეიძლება ჩაითვალოს პირველ მანქანად. თვითმავალი ორთქლის ტრაქტორი ძალიან გამოსადეგი აღმოჩნდა, როგორც მექანიკური ენერგიის მობილური წყარო, რომელიც ამუშავებდა სხვა სასოფლო-სამეურნეო მანქანებს: სასხლეტი, საწნახელი და ა. მდინარე ფილადელფიას (პენსილვანია) და ბურლინგტონს (ნიუ-იორკის შტატი) შორის. მან ბორტზე 30 მგზავრი აიყვანა და საათში 7-8 მილი სიჩქარით წავიდა. 1804 წლის 21 თებერვალს, პირველი თვითმავალი სარკინიგზო ორთქლის ლოკომოტივი, რომელიც აშენდა რიჩარდ ტრევიტიკის მიერ, აჩვენეს პენიდარენის რკინის სამუშაოებში, მერტირ ტიდფილში, სამხრეთ უელსში.

ორთქლის ორთქლის ძრავები

ორმხრივი ძრავები იყენებენ ორთქლის ენერგიას დგუშის გადასაადგილებლად დალუქულ კამერაში ან ცილინდრში. დგუშის ორმხრივი მოქმედება შეიძლება მექანიკურად გარდაიქმნას წრფივ მოძრაობად დგუშის ტუმბოებიან ბრუნვის მოძრაობით ჩარხების მბრუნავი ნაწილების ან სატრანსპორტო საშუალების ბორბლების ამოსაყვანად.

ვაკუუმური მანქანები

Newcomen-ის ძრავის გრავირება. ეს სურათი გადაღებულია 1744 წლის Desaglieers-ის A Course in Experimental Philosophy-ის ნახატიდან, რომელიც არის ჰენრი ბიტონის 1717 წლით დათარიღებული გრავიურის შეცვლილი ასლი. სავარაუდოდ გამოსახულია მეორე [hoy]Newcomen ძრავა, რომელიც დაინსტალირებულია დაახლოებით 1714 წელს გრეფის კოლიერიაში Workshire-ში.

ადრეულ ორთქლის ძრავებს თავდაპირველად უწოდებდნენ "ცეცხლის ძრავებს" და ასევე "ატმოსფერულ" ან "კონდენსატორულ" ვატ ძრავებს. ისინი მუშაობდნენ ვაკუუმის პრინციპიდა ამიტომ ასევე ცნობილია როგორც ვაკუუმური ძრავები". ასეთი მანქანები მუშაობდნენ დგუშის ტუმბოების გასატარებლად, ნებისმიერ შემთხვევაში, არ არსებობს არანაირი მტკიცებულება, რომ ისინი გამოიყენებოდა სხვა მიზნებისთვის. ვაკუუმური ტიპის ორთქლის ძრავის მუშაობისას ორთქლის ციკლის დასაწყისში დაბალი წნევაშეყვანილია სამუშაო პალატაში ან ცილინდრში. შესასვლელი სარქველიამის შემდეგ ის იხურება და ორთქლი კლებულობს, კონდენსირებას ახდენს. ნიუკომენის ძრავში გამაგრილებელი წყალი პირდაპირ ცილინდრში იფრქვევა და კონდენსატი გამოდის კონდენსატის კოლექტორში. ეს ქმნის ვაკუუმს ცილინდრში. ატმოსფერული წნევა ცილინდრის ზედა ნაწილში ზეწოლას ახდენს დგუშზე და იწვევს მის ქვევით გადაადგილებას, ანუ დენის დარტყმას.

დგუში ჯაჭვით არის დაკავშირებული დიდი როკერის მკლავის ბოლოს, რომელიც ბრუნავს მის შუაზე. დატვირთვის ქვეშ მყოფი ტუმბო ჯაჭვით არის დაკავშირებული როკერის მკლავის მოპირდაპირე ბოლოსთან, რომელიც ტუმბოს მოქმედებით, სიმძიმით აბრუნებს დგუშს ცილინდრის ზედა ნაწილში. ასე ხდება პირიქით. ორთქლის წნევა დაბალია და ვერ ეწინააღმდეგება დგუშის მოძრაობას.

აპარატის მუშა ცილინდრის მუდმივი გაგრილება და გათბობა ძალიან ფუჭად და არაეფექტური იყო, თუმცა, ამ ორთქლის ძრავებმა წყლის უფრო დიდი სიღრმიდან ამოტუმბვა იძლეოდა, ვიდრე მათ გამოჩენამდე იყო შესაძლებელი. 1774 წელს გამოჩნდა ვატის მიერ მეთიუ ბულტონთან თანამშრომლობით შექმნილი ორთქლის ძრავის ვერსია, რომლის მთავარი სიახლე იყო კონდენსაციის პროცესის მოცილება სპეციალურ ცალკეულ კამერაში (კონდენსატორი). ეს პალატა მოთავსებული იყო აბანოში ცივი წყალიდა ცილინდრს უერთდებოდა სარქველით გადახურული მილით. კონდენსაციის კამერაზე მიმაგრებული იყო სპეციალური პატარა ვაკუუმური ტუმბო(კონდენსატის ტუმბოს პროტოტიპი), ამოძრავებს როკერს და გამოიყენება კონდენსატის ამოსაღებად. მიღებული ცხელი წყალი სპეციალური ტუმბოს საშუალებით (კვების ტუმბოს პროტოტიპი) მიეწოდებოდა ქვაბს. კიდევ ერთი რადიკალური ინოვაცია იყო სამუშაო ცილინდრის ზედა ბოლოს დახურვა, რომლის ზედა ნაწილში ახლა დაბალი წნევის ორთქლი იყო. იგივე ორთქლი იყო ცილინდრის ორმაგი ქურთუკში, რომელიც მხარს უჭერდა მას მუდმივი ტემპერატურა. დგუშის ზევით მოძრაობისას ეს ორთქლი სპეციალური მილებით გადადიოდა ცილინდრის ქვედა ნაწილში, რათა შემდგომი დარტყმის დროს კონდენსირებულიყო. მანქანამ, ფაქტობრივად, შეწყვიტა „ატმოსფერული“ არსებობა და მისი სიმძლავრე ახლა დამოკიდებული იყო წნევის განსხვავებაზე დაბალი წნევის ორთქლსა და ვაკუუმს შორის, რომლის მიღებაც შეიძლებოდა.

ორთქლის ძრავის Watt-ის ვერსია

Newcomen-ის ორთქლის ძრავაში დგუში შეზეთეს მცირე რაოდენობითზემოდან წყალი დაასხა, ვატის მანქანაში ეს შეუძლებელი გახდა, რადგან ცილინდრის ზედა ნაწილში უკვე ორთქლი იყო, საჭირო იყო ცხიმისა და ზეთის ნარევით შეზეთვაზე გადასვლა. იგივე ცხიმი გამოიყენებოდა ცილინდრის ღეროების ჩაყრის ყუთში.

ვაკუუმური ორთქლის ძრავები, მიუხედავად მათი ეფექტურობის აშკარა შეზღუდვისა, შედარებით უსაფრთხო იყო, იყენებდნენ დაბალი წნევის ორთქლს, რაც საკმაოდ შეესაბამებოდა მე-18 საუკუნის ქვაბის ტექნოლოგიის ზოგადად დაბალ დონეს. აპარატის სიმძლავრე შემოიფარგლებოდა ორთქლის დაბალი წნევით, ცილინდრის ზომით, ქვაბში საწვავის წვის და წყლის აორთქლების სიჩქარით და კონდენსატორის ზომით. მაქსიმალური თეორიული ეფექტურობა შეზღუდული იყო დგუშის ორივე მხარეს შედარებით მცირე ტემპერატურის სხვაობით; ამან სამრეწველო გამოყენებისთვის განკუთვნილი ვაკუუმი მანქანები ძალიან დიდი და ძვირი გახადა.

დაახლოებით 1811 წელს რიჩარდ ტრევიტნიკს სჭირდებოდა Watt-ის აპარატის გაუმჯობესება, რათა მოერგებინა იგი კორნულის ახალ ქვაბებთან. დგუშის ზემოთ ორთქლის წნევამ მიაღწია 275 კპა-ს (2,8 ატმოსფერო) და სწორედ მან მისცა ძირითადი სიმძლავრე სამუშაო დარტყმის დასასრულებლად; გარდა ამისა, კონდენსატორი მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. ასეთ მანქანებს ეწოდებოდა კორნული მანქანები და აშენდა 1890-იან წლებამდე. მრავალი ძველი Watt მანქანა აღდგენილია ამ დონეზე. ზოგიერთი კორნული მანქანა საკმაოდ დიდი იყო.

მაღალი წნევის ორთქლის ძრავები

ორთქლის ძრავებში ორთქლი ქვაბიდან მიედინება ცილინდრის სამუშაო კამერაში, სადაც ის ფართოვდება, ახდენს დგუშზე ზეწოლას და ასრულებს სასარგებლო სამუშაოს. შემდეგ გაფართოებული ორთქლი შეიძლება ატმოსფეროში შევიდეს ან შევიდეს კონდენსატორში. მნიშვნელოვანი განსხვავება მაღალი წნევის მანქანებსა და ვაკუუმ მანქანებს შორის არის ის, რომ გამონაბოლქვი ორთქლის წნევა მეტია ან ტოლია ატმოსფერულ წნევაზე, ანუ ვაკუუმი არ იქმნება. გამონაბოლქვი ორთქლი, როგორც წესი, ატმოსფერულ წნევაზე მაღალი წნევით იყო და ხშირად ყრიდნენ საკვამურში, რამაც შესაძლებელი გახადა ქვაბის ნაკადის გაზრდა.

ორთქლის წნევის გაზრდის მნიშვნელობა არის ის, რომ ამით ის უფრო მეტს იძენს მაღალი ტემპერატურა. ამრიგად, მაღალი წნევის ორთქლის ძრავა მუშაობს უფრო დიდი განსხვავებატემპერატურა, ვიდრე ის, რაც მიიღწევა ვაკუუმ მანქანებში. მას შემდეგ, რაც მაღალი წნევის მანქანებმა შეცვალეს ვაკუუმი, ისინი გახდა საფუძველი ყველა ორთქლის ძრავის შემდგომი განვითარებისა და გაუმჯობესებისთვის. თუმცა, წნევა, რომელიც ითვლებოდა მაღალ 1800 წელს (275-345 კპა), ახლა ძალიან დაბალად ითვლება - თანამედროვე ორთქლის ქვაბებში წნევა ათჯერ მეტია.

მაღალი წნევის მანქანების დამატებითი უპირატესობა არის ის, რომ ისინი ბევრად უფრო მცირეა მოცემული სიმძლავრის დონისთვის და, შესაბამისად, არსებითად ნაკლებად ძვირი. გარდა ამისა, ასეთი ორთქლის ძრავა შეიძლება იყოს მსუბუქი და კომპაქტური სატრანსპორტო საშუალებების გამოსაყენებლად. შედეგად ორთქლის ტრანსპორტირებამ (ორთქლის ლოკომოტივები, ორთქლის ნავები) რევოლუცია მოახდინა კომერციულ და მგზავრთა გადაყვანასამხედრო სტრატეგია და ზოგადად იმოქმედა საზოგადოებრივი ცხოვრების თითქმის ყველა ასპექტზე.

ჰორიზონტალური ერთცილინდრიანი მაღალი წნევის ორთქლის ძრავის დიაგრამა, ორმაგი მოქმედება. დენის ამოღება ხორციელდება წამყვანი ღვედით:

ორმაგი მოქმედების ორთქლის ძრავები

შემდეგი მნიშვნელოვანი ნაბიჯი მაღალი წნევის ორთქლის ძრავების განვითარებაში იყო ორმაგი მოქმედების მანქანების გამოჩენა. ერთჯერადი მოქმედების მანქანებში დგუში ერთი მიმართულებით მოძრაობდა გაფართოებული ორთქლის ძალით, მაგრამ იგი უკან ბრუნდებოდა ან გრავიტაციის გავლენის ქვეშ ან ორთქლის ძრავასთან დაკავშირებული მბრუნავი ბორბლის ინერციის მომენტის გამო.

ორმაგი მოქმედების ორთქლის ძრავებში ახალი ორთქლი მონაცვლეობით მიეწოდება სამუშაო ცილინდრის ორივე მხარეს, ხოლო გამონაბოლქვი ორთქლი ცილინდრის მეორე მხარეს გამოდის ატმოსფეროში ან კონდენსატორში. ეს მოითხოვდა ორთქლის განაწილების საკმაოდ რთული მექანიზმის შექმნას. ორმაგი მოქმედების პრინციპი ზრდის მანქანის სიჩქარეს და აუმჯობესებს მუშაობის სიგლუვეს.

ასეთი ორთქლის ძრავის დგუში დაკავშირებულია ცილინდრიდან გაშლილ სრიალ ღეროსთან. ამ ღეროზე მიმაგრებულია მოძრავი შემაერთებელი ღერო, რომელიც ამოძრავებს მფრინავის ამწეს. ორთქლის განაწილების სისტემა ამოძრავებს სხვა ამწე მექანიზმს. ორთქლის განაწილების მექანიზმს შეიძლება ჰქონდეს საპირისპირო ფუნქცია, რათა შეიცვალოს მანქანის მფრინავის ბრუნვის მიმართულება.

ორმაგი მოქმედების ორთქლის ძრავა დაახლოებით ორჯერ უფრო ძლიერია, ვიდრე ჩვეულებრივი ორთქლის ძრავა და ასევე შეუძლია იმუშაოს უფრო მსუბუქი ბორბალით. ეს ამცირებს მანქანების წონას და ღირებულებას.

ორთქლის ძრავების უმეტესობა იყენებს მუშაობის ამ პრინციპს, რაც ნათლად ჩანს ორთქლის ლოკომოტივების მაგალითზე. როდესაც ასეთ მანქანას აქვს ორი ან მეტი ცილინდრი, ამწეები დაყენებულია 90 გრადუსზე, რათა უზრუნველყოფილი იყოს მანქანის გაშვება ცილინდრებში დგუშების ნებისმიერ პოზიციაზე. ზოგიერთ ორთქლის ორთქლმავალს ჰქონდა ერთცილინდრიანი ორმაგი მოქმედების ორთქლის ძრავა და მათ უნდა დარწმუნდნენ, რომ ბორბალი არ გაჩერდეს მკვდარ ცენტრში, ანუ ისეთ მდგომარეობაში, რომელშიც ძრავა ვერ ამუშავდება.

ორთქლის ენერგიის გამოყენების შესაძლებლობები ცნობილი იყო ჩვენი ეპოქის დასაწყისში. ამას ადასტურებს მოწყობილობა სახელად ჰერონის ეოლიპილი, რომელიც შეიქმნა ძველი ბერძენი მექანიკოსის ჰერონ ალექსანდრიელის მიერ. უძველესი გამოგონება შეიძლება მიეკუთვნოს ორთქლის ტურბინას, რომლის ბურთი ბრუნავდა წყლის ორთქლის ჭავლების ძალის გამო.

მე-17 საუკუნეში შესაძლებელი გახდა ორთქლის ადაპტაცია ძრავების მუშაობისთვის. მათ დიდი ხნის განმავლობაში არ გამოიყენეს ასეთი გამოგონება, მაგრამ მან მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა კაცობრიობის განვითარებაში. გარდა ამისა, ორთქლის ძრავების გამოგონების ისტორია ძალიან მომხიბლავია.

შინაარსი

ორთქლის ძრავა შედგება სითბოს ძრავაგარე წვა, რომელიც წარმოიქმნება წყლის ორთქლის ენერგიით მექანიკური მოძრაობადგუში, რომელიც, თავის მხრივ, აბრუნებს ლილვს. ორთქლის ძრავის სიმძლავრე ჩვეულებრივ იზომება ვატებში.

გამოგონების ისტორია

ორთქლის ძრავების გამოგონების ისტორია დაკავშირებულია ძველი ბერძნული ცივილიზაციის ცოდნასთან. Დიდი დროარავინ იყენებდა ამ ეპოქის ნამუშევრებს. მე-16 საუკუნეში სცადეს ორთქლის ტურბინის შექმნა. თურქი ფიზიკოსი და ინჟინერი ტაკიიუდინ აშ-შამი მუშაობდა ამაზე ეგვიპტეში.

ამ პრობლემისადმი ინტერესი კვლავ მე-17 საუკუნეში გაჩნდა. 1629 წელს ჯოვანი ბრანკამ შემოგვთავაზა ორთქლის ტურბინის საკუთარი ვერსია. თუმცა გამოგონებები დიდ ენერგიას კარგავდნენ. შემდგომი განვითარებამოითხოვა შესაბამისი ეკონომიკური პირობები, რაც მოგვიანებით გამოჩნდება.

პირველი ადამიანი, ვინც გამოიგონა ორთქლის ძრავა, არის დენის პაპინი. გამოგონება იყო ცილინდრი, რომლის დგუში ამოდიოდა ორთქლის გამო და ეცემა მისი გასქელების შედეგად. Savery-სა და Newcomen-ის (1705) მოწყობილობებს მუშაობის იგივე პრინციპი ჰქონდათ. აღჭურვილობა გამოიყენებოდა მინერალების მოპოვების სამუშაოებიდან წყლის ამოტუმბვისთვის.

ვატმა მოახერხა მოწყობილობის საბოლოოდ გაუმჯობესება 1769 წელს.

დენის პაპინის გამოგონებები

დენის პაპინი ტრენინგით ექიმი იყო. დაიბადა საფრანგეთში, 1675 წელს გადავიდა ინგლისში. ის ცნობილია თავისი მრავალი გამოგონებით. ერთ-ერთია წნევის გაზქურა, რომელსაც „პაპენოვის ქვაბი“ ერქვა.

მან მოახერხა ორ ფენომენს შორის კავშირის გამოვლენა, კერძოდ, სითხის (წყლის) დუღილის წერტილი და ჩნდება წნევა. ამის წყალობით მან შექმნა დალუქული საქვაბე, რომლის შიგნითაც გაიზარდა წნევა, რის გამოც წყალი ჩვეულებრივზე გვიან დუღდა და მასში მოთავსებული პროდუქტების გადამუშავების ტემპერატურა გაიზარდა. ამრიგად, სამზარეულოს სიჩქარე გაიზარდა.

1674 წელს სამედიცინო გამომგონებელმა შექმნა ფხვნილის ძრავა. მისი ნამუშევარი მდგომარეობდა იმაში, რომ როდესაც დენთის აალდება, დგუში მოძრაობდა ცილინდრში. ცილინდრში წარმოიქმნა მცირე ვაკუუმი და ატმოსფერულმა წნევამ დააბრუნა დგუში თავის ადგილზე. შედეგად მიღებული აირისებრი ელემენტები გამოდიოდა სარქვლის მეშვეობით, ხოლო დანარჩენი გაცივდა.

1698 წლისთვის პაპინმა მოახერხა იმავე პრინციპზე დაფუძნებული განყოფილების შექმნა, რომელიც მუშაობდა არა დენთზე, არამედ წყალზე. ასე შეიქმნა პირველი ორთქლის ძრავა. მიუხედავად იმისა, რომ იდეამ შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი პროგრესი, მას არ მოუტანია მნიშვნელოვანი სარგებელი მის გამომგონებელს. ეს გამოწვეული იყო იმით, რომ ადრე კიდევ ერთმა მექანიკოსმა, Savery-მ, უკვე დააპატენტა ორთქლის ტუმბო და იმ დროისთვის მათ ჯერ კიდევ არ ჰქონდათ შემუშავებული სხვა განაცხადი ასეთი ერთეულებისთვის.

დენის პაპინი გარდაიცვალა ლონდონში 1714 წელს. მიუხედავად იმისა, რომ პირველი ორთქლის ძრავა მის მიერ გამოიგონა, მან ეს სამყარო გაჭირვებაში და მარტოობაში დატოვა.

თომას ნიუკომენის გამოგონებები

დივიდენდების მხრივ უფრო წარმატებული იყო ინგლისელი ნიუკომენი. როდესაც პაპინმა შექმნა თავისი მანქანა, თომასი 35 წლის იყო. მან გულდასმით შეისწავლა სავერისა და პაპინის ნამუშევრები და შეძლო ორივე დიზაინის ნაკლოვანებების გაგება. მათგან მან მიიღო ყველა საუკეთესო იდეა.

უკვე 1712 წლისთვის, მინის და სანტექნიკის ოსტატ ჯონ კალისთან თანამშრომლობით, მან შექმნა თავისი პირველი მოდელი. ასე გაგრძელდა ორთქლის ძრავების გამოგონების ისტორია.

მოკლედ, თქვენ შეგიძლიათ ახსნათ შექმნილი მოდელი შემდეგნაირად:

• დიზაინში შერწყმულია ვერტიკალური ცილინდრი და დგუში, როგორც პაპინის.
• ორთქლის შექმნა ხდებოდა ცალკე ქვაბში, რომელიც მუშაობდა Savery აპარატის პრინციპით.
• ორთქლის ცილინდრში შებოჭილობა მიღწეული იყო კანის გამო, რომელიც დაფარული იყო დგუშით.

ნიუკომენის დანაყოფმა მაღაროებიდან წყალი ატმოსფერული წნევის დახმარებით ამოიღო. მანქანა გამოირჩეოდა მყარი ზომებით და მუშაობისთვის საჭიროებდა დიდი რაოდენობით ნახშირს. მიუხედავად ამ ხარვეზებისა, ნიუკომენის მოდელი მაღაროებში ნახევარი საუკუნის განმავლობაში გამოიყენებოდა. მან დაუშვა კიდეც მიწისქვეშა წყლების დატბორვის გამო მიტოვებული მაღაროების გახსნა.

1722 წელს ნიუკომენის აზრმა დაამტკიცა თავისი ეფექტურობა კრონშტადტში გემიდან წყლის ამოტუმბვით სულ რაღაც ორ კვირაში. ქარის წისქვილის სისტემას შეეძლო ამის გაკეთება ერთ წელიწადში.

იმის გამო, რომ მანქანა დაფუძნებული იყო ადრეულ ვერსიებზე, ინგლისელმა მექანიკოსმა ვერ შეძლო მასზე პატენტის მოპოვება. დიზაინერებმა სცადეს გამოგონება სატრანსპორტო საშუალების მოძრაობაზე გამოეყენებინათ, მაგრამ ვერ მოახერხეს. ორთქლის ძრავების გამოგონების ისტორია აქ არ გაჩერებულა.

ვატის გამოგონება

პირველად გამოიგონეს აღჭურვილობა კომპაქტური ზომები, მაგრამ საკმარისად ძლიერი, ჯეიმს უოტი. ორთქლის ძრავა იყო პირველი ასეთი. 1763 წელს გლაზგოს უნივერსიტეტის მექანიკოსმა დაიწყო Newcomen-ის ორთქლის ძრავის შეკეთება. რემონტის შედეგად მან გაიგო, თუ როგორ უნდა შემცირდეს საწვავის მოხმარება. ამისათვის საჭირო იყო ცილინდრის მუდმივად გაცხელებულ მდგომარეობაში შენარჩუნება. თუმცა, Watt-ის ორთქლის ძრავა ვერ იქნებოდა მზად, სანამ ორთქლის კონდენსაციის პრობლემა არ მოგვარდებოდა.

გამოსავალი მაშინ მოვიდა, როდესაც მექანიკოსი სამრეცხაოს გვერდით მიდიოდა და ქვაბების სახურავების ქვეშ გამომავალი ორთქლის ნაკადები შენიშნა. მან გააცნობიერა, რომ ორთქლი არის გაზი და უნდა იმოგზაუროს შემცირებული წნევის ცილინდრში.

შიგნით შებოჭილობის მიღწევა ორთქლის ცილინდრიზეთში გაჟღენთილი კანაფის თოკის დახმარებით ვატმა შეძლო ატმოსფერული წნევის თავიდან აცილება. ეს იყო დიდი წინგადადგმული ნაბიჯი.

1769 წელს მექანიკოსმა მიიღო პატენტი, რომელშიც ნათქვამია, რომ ორთქლის ძრავაში ძრავის ტემპერატურა ყოველთვის ორთქლის ტემპერატურის ტოლი იქნებოდა. თუმცა, უბედური გამომგონებლის საქმეები ისე არ წარიმართა, როგორც მოსალოდნელი იყო. ის იძულებული გახდა დაელომბარებინა პატენტი ვალის გამო.

1772 წელს იგი შეხვდა მეთიუ ბოლტონს, რომელიც იყო მდიდარი ინდუსტრიალისტი. მან იყიდა და დაუბრუნა ვატს თავისი პატენტები. გამომგონებელი ბოლტონის მხარდაჭერით დაუბრუნდა სამსახურს. 1773 წელს ვატის ორთქლის ძრავა გამოსცადეს და აჩვენა, რომ ის ნახშირს მოიხმარს ბევრად ნაკლებს, ვიდრე მისი კოლეგები. ერთი წლის შემდეგ მისი მანქანების წარმოება დაიწყო ინგლისში.

1781 წელს გამომგონებელმა მოახერხა მისი შემდეგი ქმნილების დაპატენტება - ორთქლის ძრავა სამრეწველო მანქანების მართვისთვის. დროთა განმავლობაში ყველა ეს ტექნოლოგია შესაძლებელს გახდის მატარებლებისა და ორთქლის გემების გადაადგილებას ორთქლის დახმარებით. ეს მთლიანად შეცვლის ადამიანის ცხოვრებას.

ერთ-ერთი ადამიანი, რომელმაც ბევრი ადამიანის ცხოვრება შეცვალა, იყო ჯეიმს უოტი, რომლის ორთქლის ძრავა ტექნოლოგიურ პროგრესს აჩქარებდა.

პოლზუნოვის გამოგონება

პირველი ორთქლის ძრავის დიზაინი, რომელსაც შეეძლო სხვადასხვა სამუშაო მექანიზმის გამომუშავება, შეიქმნა 1763 წელს. იგი შეიმუშავა რუსმა მექანიკოსმა ი.პოლზუნოვმა, რომელიც მუშაობდა ალთაის სამთო ქარხნებში.

პროექტს ქარხნების ხელმძღვანელი გაეცნო და აპარატის შექმნის ნებართვა სანქტ-პეტერბურგიდან მიიღო. პოლზუნოვის ორთქლის ძრავა აღიარეს და მის შექმნაზე მუშაობა პროექტის ავტორს დაევალა. ამ უკანასკნელს სურდა ჯერ მინიატურული მოდელის აწყობა, რათა დაედგინა და აღმოფხვრა შესაძლო ხარვეზები, რომლებიც ქაღალდზე არ ჩანს. თუმცა, მას დაევალა დაეწყო დიდი, ძლიერი აპარატის აშენება.

პოლზუნოვს გადაეცა ასისტენტები, რომელთაგან ორი იყო მიდრეკილი მექანიკისკენ, ხოლო ორს უნდა შეესრულებინა დამხმარე სამუშაო. ორთქლის ძრავის აშენებას ერთი წელი და ცხრა თვე დასჭირდა. როდესაც პოლზუნოვის ორთქლის ძრავა თითქმის მზად იყო, ის მოხმარებით დაავადდა. შემქმნელი პირველ ტესტებამდე რამდენიმე დღით ადრე გარდაიცვალა.

მანქანაში ყველა მოქმედება მოხდა ავტომატურად, მას შეეძლო უწყვეტად მუშაობა. ეს დადასტურდა 1766 წელს, როდესაც პოლზუნოვის მოსწავლეებმა ჩაატარეს ბოლო ტესტები. ერთი თვის შემდეგ ტექნიკა ექსპლუატაციაში შევიდა.

მანქანამ არა მხოლოდ დახარჯული თანხა დააბრუნა, არამედ მოგებაც მისცა მის მფლობელებს. შემოდგომისთვის ქვაბმა დაიწყო გაჟონვა და მუშაობა შეჩერდა. შენობის შეკეთება შეიძლებოდა, მაგრამ ეს არ აინტერესებდა ქარხნის ხელმძღვანელობას. მანქანა მიატოვეს და ათი წლის შემდეგ ის დაიშალა, როგორც არასაჭირო.

ოპერაციული პრინციპი

მთელი სისტემის მუშაობისთვის საჭიროა ორთქლის ქვაბი. წარმოქმნილი ორთქლი ფართოვდება და დგუშზე იჭერს, რის შედეგადაც ხდება მექანიკური ნაწილების მოძრაობა.

მუშაობის პრინციპი საუკეთესოდ არის შესწავლილი ქვემოთ მოცემული ილუსტრაციის გამოყენებით.

თუ დეტალებს არ ხატავთ, მაშინ ორთქლის ძრავის მუშაობა არის ორთქლის ენერგიის გადაქცევა დგუშის მექანიკურ მოძრაობად.

ეფექტურობა

ორთქლის ძრავის ეფექტურობა განისაზღვრება სასარგებლო მექანიკური მუშაობის თანაფარდობით დახარჯული სითბოს რაოდენობასთან მიმართებაში, რომელსაც შეიცავს საწვავი. ენერგია, რომელიც სითბოს სახით გამოიყოფა გარემოში, არ არის გათვალისწინებული.

ორთქლის ძრავის ეფექტურობა იზომება პროცენტულად. პრაქტიკული ეფექტურობა იქნება 1-8%. კონდენსატორის თანდასწრებით და დინების ბილიკის გაფართოებით, ინდიკატორი შეიძლება გაიზარდოს 25% -მდე.

უპირატესობები

ორთქლის აღჭურვილობის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ქვაბს შეუძლია გამოიყენოს ნებისმიერი სითბოს წყარო, როგორც ნახშირი, ასევე ურანი, როგორც საწვავი. ეს მნიშვნელოვნად განასხვავებს მას შიდა წვის ძრავისგან. ამ უკანასკნელის სახეობიდან გამომდინარე, გარკვეული სახისსაწვავი.

ორთქლის ძრავების გამოგონების ისტორიამ აჩვენა უპირატესობები, რომლებიც დღესაც შესამჩნევია, რადგან ბირთვული ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ორთქლის ანალოგისთვის. თავისთავად, ბირთვულ რეაქტორს არ შეუძლია გადააქციოს თავისი ენერგია მექანიკურ სამუშაოდ, მაგრამ მას შეუძლია დიდი რაოდენობით სითბოს გამომუშავება. შემდეგ იგი გამოიყენება ორთქლის წარმოქმნისთვის, რომელიც მანქანას მოძრაობაში აყენებს. მზის ენერგიის გამოყენება შესაძლებელია იმავე გზით.

ორთქლზე მომუშავე ლოკომოტივები კარგად მუშაობენ მაღალ სიმაღლეზე. მათი მუშაობის ეფექტურობას არ განიცდის მთებში დაბალი ატმოსფერული წნევა. ორთქლის ლოკომოტივები კვლავ გამოიყენება ლათინური ამერიკის მთებში.

ავსტრიასა და შვეიცარიაში გამოიყენება მშრალ ორთქლზე მომუშავე ორთქლის ლოკომოტივების ახალი ვერსიები. ისინი აჩვენებენ მაღალ ეფექტურობას მრავალი გაუმჯობესების წყალობით. ისინი არ არიან მომთხოვნი მოვლაში და საწვავად მოიხმარენ მსუბუქი ზეთის ფრაქციებს. ეკონომიკური მაჩვენებლების თვალსაზრისით, ისინი შედარებულია თანამედროვე ელექტრო ლოკომოტივებთან. ამავდროულად, ორთქლის ლოკომოტივები გაცილებით მსუბუქია, ვიდრე მათი დიზელის და ელექტრო კოლეგები. ეს დიდი უპირატესობაა მთიან რელიეფში.

ნაკლოვანებები

ნაკლოვანებები მოიცავს, პირველ რიგში, დაბალ ეფექტურობას. ამას უნდა დაემატოს დიზაინის სიმდიდრე და დაბალი სიჩქარე. ეს განსაკუთრებით შესამჩნევი გახდა შიდა წვის ძრავის გამოჩენის შემდეგ.

განაცხადი

ვინ გამოიგონა ორთქლის ძრავა უკვე ცნობილია. გასარკვევია, სად გამოიყენეს ისინი. მეოცე საუკუნის შუა ხანებამდე ორთქლის ძრავებს იყენებდნენ ინდუსტრიაში. მათ ასევე იყენებდნენ სარკინიგზო და ორთქლის ტრანსპორტირებისთვის.

ქარხნები, რომლებიც მუშაობდნენ ორთქლის ძრავებით:

• შაქარი;
• მატჩი;
• ქაღალდის ქარხნები;
• ტექსტილი;
• კვების საწარმოები (ზოგიერთ შემთხვევაში).

ამ აღჭურვილობაში ასევე შედის ორთქლის ტურბინები. ელექტროენერგიის გენერატორები კვლავ მუშაობენ მათი დახმარებით. მსოფლიოში ელექტროენერგიის დაახლოებით 80% წარმოიქმნება ორთქლის ტურბინების გამოყენებით.

ერთ დროს შეიქმნა სხვადასხვა სახის ტრანსპორტი, რომელიც იკვებება ორთქლის ძრავით. ზოგიერთმა გადაუჭრელი პრობლემების გამო ფესვი ვერ გაიდგა, ნაწილი კი დღეს აგრძელებს მუშაობას.

ორთქლზე მომუშავე ტრანსპორტი:

• ავტომობილი;
• ტრაქტორი;
• ექსკავატორი;
• თვითმფრინავი;
• ლოკომოტივი;
• ჭურჭელი;
• ტრაქტორი.

ასეთია ორთქლის ძრავების გამოგონების ისტორია. მოკლედ განიხილეთ კარგი მაგალითი სარბოლო მანქანა Serpolle, შექმნილი 1902 წელს. მან დაამყარა მსოფლიო სიჩქარის რეკორდი, რომელიც ხმელეთზე საათში 120 კმ-ს შეადგენდა. სწორედ ამიტომ, ორთქლის მანქანები კონკურენტუნარიანი იყვნენ ელექტრო და ბენზინის კოლეგებთან მიმართებაში.

ასე რომ, აშშ-ში 1900 წელს ყველაზე მეტად ორთქლის ძრავები იწარმოებოდა. ისინი გზებზე ხვდებოდნენ მეოცე საუკუნის ოცდაათიან წლებამდე.

ამ მანქანების უმეტესობა არაპოპულარული გახდა შიდა წვის ძრავის გამოჩენის შემდეგ, რომლის ეფექტურობა გაცილებით მაღალია. ასეთი მანქანები უფრო ეკონომიური იყო, ხოლო მსუბუქი და სწრაფი.

Steampunk, როგორც ორთქლის ძრავების ეპოქის ტენდენცია

ორთქლის ძრავებზე საუბრისას, მინდა აღვნიშნო პოპულარული მიმართულება - steampunk. ტერმინი შედგება ორისაგან ინგლისური სიტყვები- "ორთქლი" და "პროტესტი". Steampunk არის სამეცნიერო ფანტასტიკის სახეობა, რომელიც ვითარდება მე-19 საუკუნის მეორე ნახევარში ვიქტორიანულ ინგლისში. ისტორიაში ამ პერიოდს ხშირად ორთქლის ხანას უწოდებენ.

ყველა ნაწარმოებს აქვს ერთი გამორჩეული თვისება - ისინი მოგვითხრობენ მე-19 საუკუნის მეორე ნახევრის ცხოვრებაზე, ხოლო თხრობის სტილი მოგვაგონებს ჰ. ჯი უელსის რომანს „დროის მანქანა“. ნაკვეთები აღწერს ურბანულ ლანდშაფტებს, საზოგადოებრივ შენობებს, ტექნოლოგიას. განსაკუთრებული ადგილი ეთმობა საჰაერო ხომალდებს, ძველ მანქანებს, უცნაურ გამოგონებებს. ლითონის ყველა ნაწილი დამაგრებული იყო მოქლონებით, რადგან შედუღება ჯერ არ იყო გამოყენებული.

ტერმინი "steampunk" წარმოიშვა 1987 წელს. მისი პოპულარობა ასოცირდება რომანის გარეგნობასთან " განსხვავება ძრავა". იგი დაიწერა 1990 წელს უილიამ გიბსონმა და ბრიუს სტერლინგმა.

21-ე საუკუნის დასაწყისში ამ მიმართულებით გამოვიდა რამდენიმე ცნობილი ფილმი:

• "Დროის მანქანა";
• „არაჩვეულებრივი ჯენტლმენების ლიგა“;
• "ვან ჰელსინგი".

Steampunk-ის წინამორბედებია ჟიულ ვერნისა და გრიგორი ადამოვის ნამუშევრები. ამ მიმართულებით ინტერესი დროდადრო იჩენს თავს ცხოვრების ყველა სფეროში - კინოდან დაწყებული ყოველდღიური სამოსით.

მრეწველობაინგლისს ბევრი საწვავი სჭირდებოდა, ტყე კი სულ უფრო პატარავდებოდა. ამ მხრივ, ნახშირის მოპოვება უკიდურესად აქტუალური გახდა.
მაღაროების მთავარი პრობლემა წყალი იყო, მან უფრო სწრაფად დატბორა მაღაროები, ვიდრე ამოტუმბვის დრო ჰქონდათ, განვითარებული მაღაროების მიტოვება და ახლის ძებნა მოუწიათ.
ამ მიზეზების გამო, სასწრაფოდ იყო საჭირო მექანიზმები წყლის ამოტუმბვისთვის, ამიტომ პირველი ორთქლის ძრავები გახდა ისინი.

ორთქლის ძრავების განვითარების შემდეგი ეტაპი იყო შექმნა (ში 1690 წ) ორთქლის ორთქლის ძრავა, რომელიც სასარგებლო სამუშაოს აკეთებდა ორთქლის გაცხელებით და კონდენსირებით.

დაიბადა საფრანგეთის ქალაქ ბლუაში 1647 წელს. ანჟეს უნივერსიტეტში სწავლობდა მედიცინას და მიიღო დოქტორის ხარისხი, მაგრამ ექიმი არ გახდა. მრავალი თვალსაზრისით, მისი ბედი წინასწარ განისაზღვრა ჰოლანდიელ ფიზიკოსთან ჰ.ჰუიგენსთან შეხვედრით, რომლის გავლენითაც პაპენმა დაიწყო ფიზიკისა და მექანიკის შესწავლა. 1688 წელს მან გამოაქვეყნა აღწერა (მისი კონსტრუქციული დამატებებით) ფხვნილის ძრავის პროექტის დგუშით ცილინდრის სახით, რომელიც ჰიუგენსმა წარუდგინა პარიზის მეცნიერებათა აკადემიას.
პაპინმა ასევე შესთავაზა ცენტრიდანული ტუმბოს დიზაინი, დააპროექტა შუშის დნობის ღუმელი, ორთქლის ვაგონი და წყალქვეშა ნავი, გამოიგონა წნევის გაზქურა და რამდენიმე მანქანა წყლის ამწევისთვის.

მსოფლიოში პირველი წნევის გაზქურა:

1685 წელს პაპინი იძულებული გახდა გაქცეულიყო საფრანგეთიდან (ჰუგენოტების დევნის გამო) გერმანიაში და იქ განაგრძო მუშაობა თავის მანქანაზე.
1704 წელს ვეკერჰაგენის ქარხანაში მან ჩამოსხა მსოფლიოში პირველი ცილინდრი ორთქლის ძრავისთვის და იმავე წელს ააშენა ორთქლზე მომუშავე ნავი.

დენის პაპინის პირველი "მანქანა" (1690)

ცილინდრში წყალი გაცხელებისას ორთქლად გადაიქცევა და დგუში მაღლა ასწია, ხოლო გაციებისას (ორთქლი შედედებული) წარმოიქმნა ვაკუუმი და ატმოსფერულიწნევა დგუშს ქვევით უბიძგებს.

იმისათვის, რომ მანქანა იმუშაოს, საჭირო იყო სარქვლის ღეროსა და საცობთან მანიპულირება, ალი წყაროს გადაადგილება და ცილინდრის წყლით გაგრილება.

1705 წელს პაპინმა შექმნა მეორე ორთქლის ძრავა.

როდესაც ონკანი (D) გაიხსნა, ქვაბიდან (მარჯვნივ) ორთქლი შევარდა შუა ავზში და დგუშის საშუალებით აიძულებდა წყალს მარცხნივ ავზში. ამის შემდეგ, სარქველი (D) დაიხურა, სარქველები (G) და (L) გაიხსნა, ძაბრს წყალი დაემატა და შუა კონტეინერი შეივსო ახალი ნაწილით, სარქველები (G) და (L) იყო. დაიხურა და ციკლი განმეორდა. ამრიგად, შესაძლებელი გახდა წყლის სიმაღლეზე აწევა.

1707 წელს პაპინი ჩავიდა ლონდონში 1690 წლის ნამუშევრის პატენტის მისაღებად. ნამუშევრები არ იყო აღიარებული, რადგან იმ დროისთვის უკვე გამოჩნდა თომას სავერისა და თომას ნიუკომენის მანქანები (იხ. ქვემოთ).

1712 წელს დენის პაპინი უიმედოდ გარდაიცვალა და დაკრძალეს უსახელო საფლავში.

პირველი ორთქლის ძრავები იყო მოცულობითი სტაციონარული ტუმბოები წყლის ამოტუმბვისთვის. ეს გამოწვეული იყო იმით, რომ საჭირო იყო წყლის ამოტუმბვა მაღაროებიდან და ქვანახშირის მაღაროებიდან. რაც უფრო ღრმა იყო მაღაროები, მით უფრო რთული იყო მათგან დარჩენილი წყლის ამოტუმბვა, რის შედეგადაც, დაუმუშავებელი მაღაროები უნდა მიეტოვებინათ და გადაეტანათ ახალ ადგილას.

1699 წელსინგლისელმა ინჟინერმა მიიღო პატენტი "სახანძრო მანქანის" გამოგონებისთვის, რომელიც შექმნილია მაღაროებიდან წყლის ამოტუმბვისთვის.
სევერის მანქანა არის ორთქლის ტუმბო და არა ძრავა, დგუშიანი ბალონი არ ქონდა.

სევერის აპარატში მთავარი მომენტი იყო ის, რომ ორთქლი იქმნებოდა ცალკე ქვაბი.

მითითება

თომას სავერის მანქანა

როდესაც ონკანი 5 გაიხსნა, ქვაბიდან 2 ორთქლი მიეწოდებოდა ჭურჭელ 1-ს, იქიდან გამოდევნებოდა წყალი მილის 6-ით. ამავდროულად, სარქველი 10 ღია იყო და სარქველი 11 დახურული. ინექციის დასასრულს, სარქველი 5 დაიხურა და ცივი წყალი მიეწოდება ჭურჭელ 1-ს სარქვლის 9-დან. ორთქლი ჭურჭელში 1 გაცივდა, კონდენსირებული იყო და წნევა დაეცა, წყალს სწოვდა მასში 12 მილის მეშვეობით. სარქველი 11 გაიხსნა და სარქველი 10 დაიხურა.

სევერის ტუმბო არასაკმარისი იყო, მოიხმარდა ბევრ საწვავს და მუშაობდა შეფერხებით. ამ მიზეზების გამო, სევერის მანქანა ფართოდ არ გამოიყენებოდა და ის შეიცვალა „რეციპროციული ორთქლის ძრავებით“.

1705 წელსაშენებული სევერის (თავისუფლად მდგარი ქვაბი) და პაპინის (ცილინდრი დგუშით) იდეების შერწყმა. დგუშის ორთქლის ტუმბომაღაროებში სამუშაოდ.
აპარატის გაუმჯობესების ექსპერიმენტები დაახლოებით ათი წელი გაგრძელდა, სანამ მან გამართულად მუშაობა არ დაიწყო.

თომას ნიუკომენის შესახებ

დაიბადა 1663 წლის 28 თებერვალს დარტმუთში. პროფესიით მჭედელი. 1705 წელს, მეჭეჭე ჯ.კოულისთან ერთად, მან ააგო ორთქლის ტუმბო. ეს ორთქლ-ატმოსფერული მანქანა, თავის დროზე საკმაოდ ეფექტური, გამოიყენებოდა მაღაროებში წყლის ამოტუმბვაში და ფართოდ გავრცელდა მე-18 საუკუნეში. ამ ტექნოლოგიას ამჟამად იყენებენ ბეტონის ტუმბოები სამშენებლო ობიექტებზე.
ნიუკომენმა ვერ მიიღო პატენტი, რადგან ორთქლის წყლის ამწე დაპატენტებული იყო ჯერ კიდევ 1699 წელს ტ. სევერის მიერ. Newcomen ორთქლის ძრავა არ იყო უნივერსალური ძრავა და მხოლოდ ტუმბოს ფუნქციას ასრულებდა. ნიუკომენის მცდელობა, გამოეყენებინა დგუშის ორმხრივი მოძრაობა გემებზე ბორბლის დასაბრუნებლად, წარუმატებელი აღმოჩნდა.

გარდაიცვალა 1729 წლის 7 აგვისტოს ლონდონში. ნიუკომენის სახელია "ბრიტანელი ისტორიკოსების ტექნოლოგიის საზოგადოება".

თომას ნიუკომენის მანქანა

ჯერ ორთქლმა აწია დგუში, შემდეგ ცილინდრში ჩაუშვეს ცოტა ცივი წყალი, ორთქლი შედედდა (ანუ ცილინდრში ვაკუუმი წარმოიქმნა) და დგუში ატმოსფერული წნევის ზემოქმედებით დაეცა.

„პაპინის ცილინდრისგან“ განსხვავებით (რომელშიც ცილინდრი ქვაბის ფუნქციას ასრულებდა), ნიუკომენის მანქანაში ცილინდრი გამოყოფილი იყო ქვაბისგან. ამგვარად შესაძლებელი გახდა მეტ-ნაკლებად ერთიანი მუშაობის მიღწევა.
აპარატის პირველ ვერსიებში სარქველები ხელით კონტროლდებოდა, მაგრამ მოგვიანებით Newcomen-მა გამოუშვა მექანიზმი, რომელიც ავტომატურად იხსნება და იხურება. შესაფერისი მომენტიშესაბამისი ონკანები.

Სურათი

ცილინდრების შესახებ

ნიუკომენის აპარატის პირველი ცილინდრები სპილენძისგან იყო დამზადებული, მილები ტყვიისგან, როკერი კი ხისგან. წვრილმან ნაწილებს ამზადებდნენ ელასტიური რკინისგან. ნიუკომენის გვიანდელ მანქანებს, დაახლოებით 1718 წლის შემდეგ, ჰქონდა თუჯის ცილინდრი.
ცილინდრები დამზადდა აბრაამ დერბის სამსხმელოში კოლბრუკდეილში. დარბიმ გააუმჯობესა ჩამოსხმის ტექნიკა და ამან შესაძლებელი გახადა საკმარისი ცილინდრების მოპოვება კარგი ხარისხის. მეტ-ნაკლებად სწორი რომ მივიღოთ და გლუვი ზედაპირიცილინდრის კედლებზე იყენებდნენ ავტომატს იარაღის მჭიდის გასაბურღად.

Რაღაც მსგავსი:

გარკვეული ცვლილებებით, ნიუკომენის მანქანები დარჩა ერთადერთ მანქანად, რომელიც შესაფერისი იყო სამრეწველო გამოყენებისთვის 50 წლის განმავლობაში.

1720 წელსაღწერილია ორცილინდრიანი ორთქლის ძრავა. გამოგონება გამოქვეყნდა მის მთავარი სამუშაო"თეატრი Machinarum Hydraulicarum". ეს ხელნაწერი იყო მექანიკური ინჟინერიის პირველი სისტემატური ანალიზი.

იაკობ ლეოპოლდის მიერ შემოთავაზებული მანქანა

ითვლებოდა, რომ ტყვიისგან დამზადებული დგუშები ორთქლის წნევით ამაღლდებოდა და საკუთარი წონით ჩამოიშვებოდა. ამწის იდეა (ცილინდრებს შორის) საინტერესოა, მისი დახმარებით ორთქლი შედიოდა ერთ ცილინდრში და ერთდროულად გამოდიოდა მეორე ცილინდრში.
იაკობმა არ შექმნა ეს მანქანა, ის უბრალოდ დააპროექტა.

1766 წელსრუსმა გამომგონებელმა, რომელიც მუშაობდა მექანიკოსად ალტაის სამთო და მეტალურგიულ ქარხნებში, შექმნა პირველი რუსეთში და პირველი მსოფლიოში ორცილინდრიანი ორთქლის ძრავა.
პოლზუნოვმა განაახლეს ნიუკომენის მანქანა (მან გამოიყენა ორი ცილინდრი ერთის ნაცვლად, უწყვეტი მუშაობის უზრუნველსაყოფად) და შესთავაზა მისი გამოყენება დნობის ღუმელების ღუმელების მოძრაობისთვის.

სამწუხარო დახმარება

იმ დროს რუსეთში ორთქლის ძრავები პრაქტიკულად არ გამოიყენებოდა და პოლზუნოვმა მიიღო ყველა ინფორმაცია წიგნიდან "დეტალური ინსტრუქციები სამთო მოპოვებისთვის" (1760), რომლის ავტორია I.A. Schlatter, რომელშიც აღწერილი იყო Newcomen ორთქლის ძრავა.

პროექტის შესახებ მოახსენეს იმპერატრიცა ეკატერინე II-ს. მან დაამტკიცა იგი, ბრძანა, რომ ი.ი. პოლზუნოვი დაეწინაურებინათ "მექანიკოსად ინჟინერ კაპიტან-ლეიტენანტის წოდებითა და წოდებით" და დააჯილდოვეს 400 მანეთი ...
პოლზუნოვმა თავიდან აშენება შესთავაზა პატარა მანქანა, რომელზედაც შესაძლებელი იქნებოდა ყველა იმ ხარვეზის გამოვლენა და აღმოფხვრა, რაც გარდაუვალია ახალ გამოგონებაში. ქარხნის ხელმძღვანელობა ამას არ დაეთანხმა და დაუყოვნებლივ აშენება გადაწყვიტა უზარმაზარი მანქანა. 1764 წლის აპრილში პოლზუნოვმა დაიწყო მშენებლობა.
1766 წლის გაზაფხულზე მშენებლობა ძირითადად დასრულდა და ჩატარდა გამოცდები.
მაგრამ 27 მაისს პოლზუნოვი მოხმარებისგან გარდაიცვალა.
მისმა სტუდენტებმა ლევზინმა და ჩერნიცინმა მარტო დაიწყეს ორთქლის ძრავის ბოლო გამოცდები. 4 ივლისით დათარიღებულ „დღის შენიშვნაში“ აღინიშნა „ძრავის სწორი მუშაობა“, ხოლო 1766 წლის 7 აგვისტოს ექსპლუატაციაში შევიდა მთელი ინსტალაცია, ორთქლის ძრავა და მძლავრი აფეთქება. სულ რაღაც სამ თვეში მუშაობისას პოლზუნოვის მანქანამ არა მხოლოდ გაამართლა მისი მშენებლობის ყველა ხარჯი 7233 რუბლი 55 კაპიკი, არამედ მისცა წმინდა მოგება 12640 რუბლი 28 კაპიკი. თუმცა, 1766 წლის 10 ნოემბერს, მას შემდეგ რაც ქვაბი დაიწვა მანქანაში, იგი უმოქმედოდ იდგა 15 წლის, 5 თვისა და 10 დღის განმავლობაში. 1782 წელს მანქანა დაიშალა.

(Encyclopedia of the Altai Territory. Barnaul. 1996. Vol. 2. S. 281-282; Barnaul. Chronicle of the city. Barnaul. 1994. ნაწილი 1. გვ. 30).

პოლზუნოვის მანქანა

მოქმედების პრინციპი მსგავსია Newcomen აპარატის.
ორთქლით შევსებულ ერთ ცილინდრში წყალი შეასხეს, ორთქლი შედედდა და ცილინდრში წარმოიქმნა ვაკუუმი, ატმოსფერული წნევის ზემოქმედებით დგუში ჩავარდა, იმავე მომენტში ორთქლი შევიდა მეორე ცილინდრში და ამოვიდა.

ცილინდრებში წყლისა და ორთქლის მიწოდება სრულად ავტომატიზირებული იყო.

ორთქლის ძრავის მოდელი I.I. პოლზუნოვი, შესრულებული ორიგინალური ნახატების მიხედვით 1820-იან წლებში.
ბარნაულის რეგიონალური მუზეუმი.

1765 წელს ჯეიმს უატსმუშაობდა მექანიკოსად გლაზგოს უნივერსიტეტში, დაევალა ნიუკომენის მანქანის მოდელის შეკეთება. უცნობია ვინ გააკეთა, მაგრამ ის რამდენიმე წელია უნივერსიტეტში იყო.
პროფესორმა ჯონ ანდერსონმა შესთავაზა უატს ენახა თუ არა რაიმეს გაკეთება ამ ცნობისმოყვარე, მაგრამ კაპრიზულ მოწყობილობასთან დაკავშირებით.
ვატმა არა მხოლოდ შეაკეთა, არამედ გააუმჯობესა მანქანა. მას დაუმატა ცალკე კონტეინერი ორთქლის გასაგრილებლად და უწოდა კონდენსატორი.

Newcomen ორთქლის ძრავის მოდელი

მოდელი აღჭურვილი იყო ცილინდრით (დიამეტრი 5 სმ) 15 სმ სამუშაო დარტყმით. ვატმა ჩაატარა ექსპერიმენტების სერია, კერძოდ, მან შეცვალა ლითონის ცილინდრი ხის, სელის ზეთით შეზეთილი და ღუმელში გაშრობა. შეამცირა წყლის რაოდენობა ერთ ციკლში და მოდელი მუშაობდა.
ექსპერიმენტების დროს უოტი დარწმუნდა აპარატის არაეფექტურობაში.
ყოველი ახალი ციკლის დროს ორთქლის ენერგიის ნაწილი იხარჯებოდა ცილინდრის გაცხელებაზე, რომელიც გაცივდა მას შემდეგ, რაც ორთქლის გასაგრილებლად წყალი შეჰქონდათ.
მთელი რიგი ექსპერიმენტების შემდეგ უოტი მივიდა დასკვნამდე:
„... სრულყოფილი ორთქლის ძრავის შესაქმნელად, აუცილებელია, რომ ცილინდრი ყოველთვის ცხელი იყოს, ისევე როგორც მასში შემავალი ორთქლი; მაგრამ მეორეს მხრივ, ორთქლის კონდენსაცია ვაკუუმის შესაქმნელად უნდა მომხდარიყო ტემპერატურაზე, რომელიც არ აღემატება 30 გრადუსს Réaumur ”(38 ცელსიუსი) ...

ნიუკომენის აპარატის მოდელი, რომლითაც ვატმა ექსპერიმენტი ჩაატარა

როგორ დაიწყო ყველაფერი...

პირველად უოტი ორთქლით დაინტერესდა 1759 წელს, ამას ხელი შეუწყო მისმა მეგობარმა რობისონმა, რომელიც შემდეგ ჩქარობდა ფიქრით "ორთქლის ძრავის სიმძლავრის გამოყენება ვაგონების მოძრაობისთვის".
იმავე წელს რობიზონი საბრძოლველად წავიდა ჩრდილოეთ ამერიკა, და ვატი მის გარეშე გადაიტვირთა.
ორი წლის შემდეგ უოტი დაუბრუნდა ორთქლის ძრავების იდეას.

„დაახლოებით 1761-1762 წლებში“, წერს უოტი, „მე ჩავატარე რამდენიმე ექსპერიმენტი ორთქლის სიმძლავრეზე პაპენის ქვაბში და გავაკეთე რაღაც ორთქლის ძრავის მსგავსი, მასზე დავაფიქსირე შპრიცი, დაახლოებით 1/8 ინჩის დიამეტრით, ძლიერი დგუშით. , აღჭურვილია შემავალი სარქვლის ორთქლით ქვაბიდან, ასევე შპრიციდან ჰაერში გასათავისუფლებლად. როდესაც ონკანი გაიხსნა ქვაბიდან ცილინდრამდე, ორთქლი, რომელიც შევიდა ცილინდრში და მოქმედებდა დგუშზე, ასწია მნიშვნელოვანი დატვირთვა (15 ფუნტი), რომლითაც დგუში იყო დატვირთული. როდესაც დატვირთვა სასურველ სიმაღლეზე აიწია, ქვაბთან კავშირი დაიხურა და ატმოსფეროში ორთქლის გასათავისუფლებლად სარქველი გაიხსნა. ორთქლი გამოვიდა და წონა დაიკლო. ეს ოპერაცია რამდენჯერმე განმეორდა და თუმცა ეს ინსტრუმენტიამწე ხელით მოტრიალდა, თუმცა მისი ავტომატური მობრუნების მოწყობილობის გამოგონება არ გაჭირვებია.

A - ცილინდრი; B - დგუში; C - კვერთხი კაუჭით ტვირთის დასაკიდებლად; D - გარე ცილინდრი (გარსაცმები); E და G - ორთქლის შესასვლელები; F - ცილინდრის დამაკავშირებელი მილი კონდენსატორთან; K - კონდენსატორი; P - ტუმბო; R - რეზერვუარი; V - ორთქლით გადაადგილებული ჰაერის გამოსასვლელი სარქველი; K, P, R - ივსება წყლით. ორთქლი G-დან შედის A-სა და D-ს შორის სივრცეში, ხოლო E-ს გავლით A ცილინდრში. დგუშის უმნიშვნელო აწევით ტუმბოს ცილინდრში P (დგუში არ არის ნაჩვენები ნახატზე), წყლის დონე K-ში ეცემა და ორთქლი A-დან გადის. K-ში და შემდეგ ნალექი. A-ში მიიღება ვაკუუმი და A-სა და D-ს შორის მდებარე ორთქლი დააჭერს B დგუშს და ამაღლებს მას მისგან შეჩერებულ დატვირთვასთან ერთად.

ძირითადი იდეა, რომელიც განასხვავებდა Watt-ის მანქანას Newcomen-ის აპარატისგან, იყო იზოლირებული კონდენსაციის კამერა (ორთქლის გაგრილება).

ვიზუალური სურათი:

Watt-ის მანქანაში „C“ კონდენსატორი გამოეყო სამუშაო ცილინდრიდან „P“-ს, მას არ სჭირდებოდა მუდმივი გაცხელება და გაგრილება, რის წყალობითაც შესაძლებელი იყო ეფექტურობის ოდნავ გაზრდა.

1769-1770 წლებში მაღაროელ ჯონ რობუკის მაღაროში (რობაკი დაინტერესებული იყო ორთქლის ძრავებით და გარკვეული პერიოდის განმავლობაში აფინანსებდა უოთს), დიდი მოდელი Watt-ის მანქანა, რომლისთვისაც მან მიიღო პირველი პატენტი 1769 წელს.

პატენტის არსი

ვატმა თავისი გამოგონება განმარტა, როგორც "ახალი მეთოდი სახანძრო მანქანებში ორთქლის და, შესაბამისად, საწვავის მოხმარების შესამცირებლად".
პატენტი (No. 013) ასახული იყო მთელი რიგი ახალი ტექნიკური. ვატის მიერ გამოყენებული პოზიციები თავის ძრავაში:
1) ცილინდრის კედლების ტემპერატურის შენარჩუნება თბოიზოლაციის, ორთქლის ქურთუკის გამო მასში შემავალი ორთქლის ტემპერატურის ტოლი
და ცივ სხეულებთან კონტაქტის ნაკლებობა.
2) ორთქლის კონდენსაცია ცალკე ჭურჭელში - კონდენსატორი, რომელშიც ტემპერატურა უნდა შენარჩუნებულიყო გარემო დონეზე.
3) ჰაერის და სხვა არაკონდენსირებადი ნივთიერებების ამოღება კონდენსატორიდან ტუმბოების საშუალებით.
4) ორთქლის გადაჭარბებული წნევის გამოყენება; ორთქლის კონდენსაციისთვის წყლის ნაკლებობის შემთხვევაში, მხოლოდ ჭარბი წნევის გამოყენება ატმოსფეროში გამონაბოლქვით.
5) "მბრუნავი" მანქანების გამოყენება ცალმხრივ მბრუნავი დგუშით.
6) მუშაობა ნაწილობრივი კონდენსატით (ანუ შემცირებული ვაკუუმით). პატენტის იგივე პუნქტი აღწერს დგუშის ბეჭდის და ცალკეული ნაწილების დიზაინს. იმ დროს გამოყენებული ორთქლის 1 ატმ წნევის დროს ცალკე კონდენსატორის შეყვანა და მისგან ჰაერის ევაკუაცია ნიშნავდა. რეალური შესაძლებლობაორთქლისა და საწვავის მოხმარების გაორმაგება.

გარკვეული პერიოდის შემდეგ, რობაკი გაკოტრდა და ინგლისელი მრეწველი მეთიუ ბოლტონი გახდა უოტის ახალი პარტნიორი.
Watt-ის რობაკთან შეთანხმების ლიკვიდაციის შემდეგ, აშენებული მანქანა დაიშალა და გაგზავნეს ბოლტონის ქარხანაში სოჰოში. მასზე უოტმა დიდი ხნის განმავლობაში გამოსცადა თავისი თითქმის ყველა გაუმჯობესება და გამოგონება.

მეთიუ ბოლტონის შესახებ

თუ რობაკმა უოტის მანქანაში დაინახა, უპირველეს ყოვლისა, მხოლოდ გაუმჯობესებული ტუმბო, რომელიც უნდა ეხსნა მისი მაღაროები დატბორვისგან, მაშინ ბოლტონმა დაინახა უოტის გამოგონებებში. ახალი სახეობაძრავა, რომელსაც წყლის ბორბალი უნდა შეეცვალა.
თავად ბოლტონი ცდილობდა გაეუმჯობესებინა Newcomen-ის მანქანა საწვავის მოხმარების შესამცირებლად. მან შექმნა მოდელი, რომელმაც გაახარა ლონდონის მრავალი მაღალი საზოგადოების მეგობარი და მფარველი. ბოლტონმა მიმოწერა მიმოწერა ამერიკელ მეცნიერსა და დიპლომატი ბენჯამინ ფრანკლინთან იმის შესახებ, თუ როგორ ჯობია ცილინდრში გამაგრილებელი წყლის შეყვანა, საუკეთესო სარქვლის სისტემის შესახებ. ფრანკლინმა ვერ ურჩია რაიმე გონივრული ამ სფეროში, მაგრამ ყურადღება გაამახვილა საწვავის ეკონომიის მიღწევის სხვა გზაზე, უკეთესად დაწვას და კვამლის აღმოფხვრას.
ბოლტონი ოცნებობდა არანაკლები, ვიდრე მსოფლიო მონოპოლია ახალი მანქანების წარმოებაზე. „ჩემი იდეა იყო, - წერდა ბოლტონმა უოტს, - მოეწყო საწარმო, ჩემი ქარხნის გვერდით, სადაც კონცენტრირებდი ყველა ტექნიკურ საშუალებას, რომელიც აუცილებელია მანქანების ასაშენებლად და საიდანაც მთელ მსოფლიოს მივაწოდებთ ნებისმიერი სახის მანქანას. ზომა.”

ბოლტონმა აშკარად იცოდა ამის წინაპირობები. Ახალი მანქანავერ აშენდება ძველი ხელოსნური გზებით. „ვვარაუდობდი, – წერდა მან უოტს, – რომ თქვენს მანქანას დასჭირდება ფული, ძალიან ზუსტი სამუშაო და ფართო კავშირები, რათა ის მიმოქცევაში ყველაზე მომგებიანი იყოს. Საუკეთესო გზამისი რეპუტაციის შენარჩუნება და გამოგონების დამსახურება ნიშნავს მისი პროდუქციის ხელიდან ჩამორთმევას მრავალი ტექნიკოსის ხელიდან, რომლებიც თავიანთი უცოდინარობის, გამოცდილების და ტექნიკური საშუალებების ნაკლებობის გამო, ცუდ სამუშაოს აძლევდნენ და ეს ასევე იმოქმედებს კომპანიის რეპუტაციაზე. გამოგონება.
ამის თავიდან ასაცილებლად მან შესთავაზა სპეციალური ქარხნის აშენება, სადაც „თქვენი დახმარებით შეგვეძლო მოვიზიდოთ და მოვამზადოთ შესანიშნავი მუშების გარკვეული რაოდენობა, რომლებიც საუკეთესო ხელსაწყოებით აღჭურვილნი შეძლებდნენ ამ გამოგონების განხორციელებას ოცი პროცენტით იაფად და იმავე გზით. დიდი განსხვავებაზუსტად ისეთი სამუშაო, რომელიც არსებობს მჭედლისა და მათემატიკური ინსტრუმენტების ოსტატის მუშაობას შორის.
მაღალკვალიფიციური მუშაკების კადრები, ახალი ტექნიკური აღჭურვილობა - ეს იყო ის, რაც მოითხოვდა მასობრივი მასშტაბის მანქანას. ბოლტონი უკვე ფიქრობდა XIX საუკუნის მოწინავე კაპიტალიზმის ტერმინებსა და კონცეფციებზე. მაგრამ ჯერჯერობით ეს მაინც სიზმარი იყო. არა ბოლტონისა და უოტის, არამედ მათი ვაჟების მიერ, ოცდაათი წლის შემდეგ მოეწყო მასობრივი წარმოებამანქანები - პირველი მანქანათმშენებელი ქარხანა.

ბოლტონი და უოტი განიხილავენ ორთქლის ძრავის წარმოებას სოჰოს ქარხანაში

ორთქლის ძრავების განვითარების შემდეგი ეტაპი იყო ცილინდრის ზედა ნაწილის დალუქვა და ორთქლის მიწოდება არა მხოლოდ ქვედა, არამედ ცილინდრის ზედა ნაწილისთვისაც.

ასე რომ, Watt and Bolton აშენდა ორმაგი მოქმედების ორთქლის ძრავა.

ახლა ორთქლი მონაცვლეობით მიეწოდებოდა ცილინდრის ორივე ღრუს. ცილინდრის კედლები თბოიზოლირებული იყო გარე გარემოსგან.

ვატის მანქანა, თუმცა გახდა უფრო ეფექტური ვიდრე მანქანა Newcomen, მაგრამ ეფექტურობა მაინც უკიდურესად დაბალი იყო (1-2%).

როგორ ააშენეს უოტმა და ბოლტონმა და როგორ აწარმოეს თავიანთი მანქანები

მე-18 საუკუნეში დამუშავებისუნარიანობასა და წარმოების კულტურაზე საუბარი არ ყოფილა. უოტის წერილები ბოლტონისთვის სავსეა პრეტენზიებით მუშების სიმთვრალეს, ქურდობასა და სიზარმაცეს. ”ჩვენ შეგვიძლია ძალიან ცოტა გვქონდეს სოჰოში ჩვენი მუშების იმედი”, - წერს მან ბოლტონს. - ჯეიმს ტეილორმა უფრო ძლიერად დაიწყო სმა. ის არის ჯიუტი, ნებისყოფა და უბედური. მანქანა, რომელზეც კარტრაიტი მუშაობდა, არის შეცდომებისა და შეცდომების უწყვეტი სერია. სმიტი და სხვები უცოდინრები არიან და მათ ყოველდღიურად სჭირდებათ ყურება, რათა დარწმუნდეთ, რომ ამაზე უარესი არაფერი მოხდება. ”
მან მოითხოვა მკაცრი ზომები ბოლტონისგან და ზოგადად იყო მიდრეკილი, შეეჩერებინა მანქანების წარმოება სოჰოში. „ყველა ზარმაცს უნდა უთხრას, - წერდა ის, - თუ ისინი ისეთივე უყურადღებო იქნებიან, როგორც აქამდე იყვნენ, ქარხნიდან გააძევებენ. სოჰოში დანადგარის აშენების ღირებულება ძვირად გვიჯდება და თუ წარმოება ვერ გაუმჯობესდება, მაშინ ის მთლიანად უნდა შეწყდეს და სამუშაო მხარე გადანაწილდეს.

მანქანების ნაწილების დამზადება საჭიროებს სათანადო აღჭურვილობას. აქედან გამომდინარე, სხვადასხვა ქარხანაში იწარმოებოდა სხვადასხვა მანქანის კომპონენტი.
ასე რომ, ვილკინსონის ქარხანაში ცილინდრები ჩამოსხმული და მოწყენილი იყო, იქვე გაკეთდა ცილინდრის თავები, დგუში, ჰაერის ტუმბო და კონდენსატორი. ცილინდრის თუჯის გარსაცმები ჩამოასხეს ბირმინგემის ერთ-ერთ სამსხმელოში, სპილენძის მილები ჩამოიტანეს ლონდონიდან და მცირე ნაწილები აწარმოეს დანადგარის აგების ადგილზე. ყველა ეს ნაწილი ბოლტონმა და უოტმა შეუკვეთეს მომხმარებლის - მაღაროს ან წისქვილის მფლობელის ხარჯზე.
თანდათანობით ცალკეული ნაწილები მოთავსდა და აწყობილი იქნა ვატის პირადი ზედამხედველობით. მოგვიანებით მან შეადგინა დეტალური ინსტრუქციებიმანქანების შეკრებისთვის. ქვაბს, როგორც წესი, ადგილობრივი მჭედლები აკრეფდნენ ადგილზე.

კორნუოლის ერთ-ერთ მაღაროში (მიიჩნეოდა ყველაზე რთულ მაღაროში) წყალგამწმენდი მანქანის წარმატებით გაშვების შემდეგ, ბოლტონმა და უატმა მიიღეს მრავალი შეკვეთა. მაღაროების მფლობელებმა დაინახეს, რომ ვატის მანქანამ წარმატებას მიაღწია იქ, სადაც ნიუკომენის მანქანა უძლური იყო. და მაშინვე დაიწყეს ვატის ტუმბოების შეკვეთა.
ვატი შრომით იყო გაჭედილი. ის კვირების განმავლობაში იჯდა თავის ნახატებზე, დადიოდა მანქანების დამონტაჟებაზე - მისი დახმარებისა და მეთვალყურეობის გარეშე ვერსად გაკეთდებოდა. ის მარტო იყო და ყველგან უწევდა ფეხზე დგომა.

იმისათვის, რომ ორთქლის ძრავას შეეძლოს სხვა მექანიზმების მართვა, საჭირო იყო ორმხრივი მოძრაობების გარდაქმნა ბრუნვით, ხოლო ერთგვაროვანი მოძრაობისთვის ბორბალი მოერგებოდა მფრინავის სახით.

უპირველეს ყოვლისა, საჭირო იყო დგუშისა და ბალანსის მყარად მიბმა (აქამდე გამოიყენებოდა ჯაჭვი ან თოკი).
ვატი განზრახული ჰქონდა დგუშიდან ბალანსირზე გადატანა გადაცემათა ზოლის გამოყენებით და ბალანსერზე გადაცემათა გადაცემის სექტორის განთავსება.

დაკბილული სექტორი

ეს სისტემა არასანდო აღმოჩნდა და ვატი იძულებული გახდა დაეტოვებინა იგი.

გადაცემა ბრუნვის მომენტიმისი განხორციელება დაიგეგმა ამწე მექანიზმის დახმარებით.

ამწე მექანიზმი

მაგრამ ამწე უნდა მიტოვებულიყო, რადგან ეს სისტემა უკვე დაპატენტებული იყო (1780 წელს) ჯეიმს პიკარდის მიერ. პიკარდმა შესთავაზა Watt-ს ჯვარედინი ლიცენზირება, მაგრამ უატმა უარი თქვა შეთავაზებაზე და გამოიყენა თავის მანქანაში პლანეტარული მექანიზმი. (არის ბუნდოვანება პატენტებთან დაკავშირებით, შეგიძლიათ წაიკითხოთ სტატიის ბოლოს)

პლანეტარული მექანიზმი

ვატიანი ძრავა (1788)

უწყვეტი ბრუნვითი მოძრაობით აპარატის შექმნისას ვატს მოუწია მრავალი არატრივიალური პრობლემის გადაჭრა (ორთქლის განაწილება ორ ცილინდრის ღრუში, სიჩქარის ავტომატური კონტროლი და სწორხაზოვანი მოძრაობადგუშის ღერო).

ვატის პარალელოგრამი

Watt მექანიზმი გამოიგონეს დგუშის ბიძგისთვის სწორხაზოვანი მოძრაობის მისაცემად.

ორთქლის ძრავა აშენდა ჯეიმს ვატის პატენტის მიხედვით 1848 წელს ფრაიბერგში, გერმანიაში.

ცენტრიდანული რეგულატორი

ცენტრიდანული რეგულატორის მუშაობის პრინციპი მარტივია, რაც უფრო სწრაფად ბრუნავს ლილვი, მით უფრო მაღალია დატვირთვები განსხვავდება ცენტრიდანული ძალის გავლენის ქვეშ და მით უფრო იკეტება ორთქლის მილსადენი. წონა იკლებს - ორთქლის მილსადენი იხსნება.
მსგავსი სისტემა დიდი ხანია ცნობილია წისქვილის ბიზნესში წისქვილის ქვებს შორის მანძილის რეგულირებისთვის.
ვატმა მოახდინა რეგულატორი ორთქლის ძრავისთვის.

ორთქლის გამანაწილებელი მოწყობილობა

დგუშის სარქვლის სისტემა

ნახატი შეადგინა ვატის ერთ-ერთმა თანაშემწემ 1783 წელს (წერილები არის განმარტებისთვის). B და B - დგუშები, რომლებიც ერთმანეთთან დაკავშირებულია C მილით და მოძრაობს D მილში, რომელიც დაკავშირებულია H კონდენსატორთან და E და F მილები A ცილინდრთან; G - ორთქლის მილსადენი; K - ჯოხი, რომელიც ემსახურება ასაფეთქებელი ნივთიერებების გადაადგილებას.
ნახაზზე ნაჩვენები დგუშების BB პოზიციაში, მილის D სივრცე B და B დგუშებს შორის, ასევე A ცილინდრის ქვედა ნაწილი დგუშის ქვეშ (სურათზე არ არის ნაჩვენები), F-ის მიმდებარედ, ივსება ორთქლით, ხოლო A ცილინდრის ზედა ნაწილში, დგუშის ზემოთ, E-ს და C-ის მეშვეობით კომუნიკაცია კონდენსატორთან H - იშვიათობის მდგომარეობა; როდესაც BB ამაღლებულია F და E ზევით, A-ს ქვედა ნაწილი F-მდე დაუკავშირდება H-ს და ზედა ნაწილი E და D-ის მეშვეობით - ორთქლის ხაზით.

თვალწარმტაცი ნახატი

თუმცა, 1800 ვატამდე აგრძელებდა სარქველების გამოყენებას (ლითონის დისკები აწეული ან დაშვებული შესაბამისი ფანჯრების ზემოთ და ამოძრავებულია ბერკეტების რთული სისტემით), რადგან "დგუშის სარქველების" სისტემის დამზადება მოითხოვდა მაღალ სიზუსტეს.

ორთქლის განაწილების მექანიზმის შემუშავება ძირითადად ვატის თანაშემწემ უილიამ მერდოკმა განახორციელა.

მერდოკმა განაგრძო ორთქლის განაწილების მექანიზმის გაუმჯობესება და 1799 წელს დააპატენტა D- ფორმის კოჭა (ყუთის კოჭა).

კოჭის პოზიციიდან გამომდინარე, ფანჯრები (4) და (5) ურთიერთობენ კოჭის მიმდებარე დახურულ სივრცესთან (6) და სავსეა ორთქლით, ან 7 ღრუსთან დაკავშირებული ატმოსფეროსთან ან კონდენსატორთან.

ყველა გაუმჯობესების შემდეგ აშენდა შემდეგი მანქანა:

ორთქლი, ორთქლის დისტრიბუტორის გამოყენებით, მონაცვლეობით მიეწოდებოდა ცილინდრის სხვადასხვა ღრუს, ხოლო ცენტრიდანული რეგულატორი აკონტროლებდა ორთქლის მიწოდების სარქველს (თუ მანქანა ძალიან აჩქარდა, სარქველი იკეტებოდა და პირიქით იხსნებოდა, თუ ძალიან შენელდებოდა).

ვიზუალური ვიდეო

ამ მანქანას უკვე შეეძლო არა მხოლოდ ტუმბოს ფუნქცია, არამედ სხვა მექანიზმების ამოქმედებაც.

1784 წელსვატმა მიიღო პატენტი უნივერსალური ორთქლის ძრავა(პატენტი No1432).

წისქვილის შესახებ

1986 წელს ბოლტონმა და უოტმა ააგეს წისქვილი ლონდონში ("Albion Mill"), რომელიც იკვებება ორთქლის ძრავით. როდესაც წისქვილი ამოქმედდა, დაიწყო ნამდვილი პილიგრიმობა. ლონდონელები დაინტერესებულნი იყვნენ ტექნიკური გაუმჯობესებით.

უოტი, რომელიც არ იცნობდა მარკეტინგის, აწუხებდა იმ ფაქტს, რომ დამთვალიერებლები ერეოდნენ მის მუშაობაში და მოითხოვდა, რომ აუტსაიდერებს აეკრძალათ წვდომა. ბოლტონს კი სჯეროდა, რომ მანქანის შესახებ რაც შეიძლება მეტი უნდა გაეგოთ მეტი ხალხიდა ამიტომ უარყო ვატის თხოვნები.
ზოგადად, ბოლტონს და უოტს არ განიცდიდნენ კლიენტების ნაკლებობა. 1791 წელს წისქვილი დაიწვა (ან შესაძლოა ცეცხლი წაუკიდეს, რადგან წისქვილებს კონკურენციის ეშინოდათ).

ოთხმოციანი წლების ბოლოს ვატი წყვეტს მანქანის გაუმჯობესებას. ბოლტონს წერილებში ის წერს:
”ძალიან შესაძლებელია, რომ, გარდა აპარატის მექანიზმის გარკვეული გაუმჯობესებისა, არ დაუშვას ბუნებამ იმაზე უკეთესი, რაც ჩვენ უკვე გამოვიმუშავეთ, რომელიც უმეტეს საკითხებში ადგენს თავის ნეკ პლუს ულტრას (ლათინური ”სხვაგან არსად”) .”
მოგვიანებით, უოტმა თქვა, რომ ორთქლის ძრავაში ვერაფერი ახალი აღმოაჩინა და თუ ამით იყო დაკავებული, მაშინ მხოლოდ დეტალების გაუმჯობესება და მისი წინა დასკვნებისა და დაკვირვებების გადამოწმება.

რუსული ლიტერატურის სია

კამენსკი A.V. ჯეიმს უოტი, მისი ცხოვრება და სამეცნიერო და პრაქტიკული საქმიანობა. პეტერბურგი, 1891 წ
ვაიზენბერგი ლ.მ. ჯეიმს უოტი, ორთქლის ძრავის გამომგონებელი. მ. - ლ., 1930 წ
ლესნიკოვი მ.პ. ჯეიმს უოტი. მ., 1935 წ
კონფედერატები I.Ya. ჯეიმს უოტი არის ორთქლის ძრავის გამომგონებელი. მ., 1969 წ

ამრიგად, შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ორთქლის ძრავების განვითარების პირველი ეტაპი დასრულდა.

ციტატა TSB-დან

Watt-ის უნივერსალური ძრავა, თავისი ეფექტურობის გამო, ფართოდ გამოიყენებოდა და დიდი როლი ითამაშა კაპიტალისტურზე გადასვლაში. მანქანების წარმოება. „ვატის დიდი გენიოსი, - წერდა კ. მარქსი, - ვლინდება იმაში, რომ პატენტი, რომელიც მან აიღო 1784 წლის აპრილში, რომელიც აღწერს ორთქლის ძრავას, ასახავს მას არა როგორც გამოგონებას მხოლოდ სპეციალური მიზნებისთვის, არამედ როგორც. უნივერსალური ძრავაფართომასშტაბიანი ინდუსტრია ”(კ. მარქსი, კაპიტალი, ტ. 1, 1955, გვ. 383-384).

Watt and Bolton-ის ქარხანა 1800 წლისთვის აშენდა წმ. 250 ორთქლის ძრავა, ხოლო 1826 წლისთვის ინგლისში იყო 1500-მდე ორთქლის ძრავა, საერთო სიმძლავრით დაახლ. 80000 ცხ.ძ იშვიათი გამონაკლისის გარდა, ეს იყო ვატის ტიპის მანქანები. 1784 წლის შემდეგ ვატი ძირითადად წარმოების გაუმჯობესებით იყო დაკავებული და 1800 წლის შემდეგ იგი მთლიანად გადადგა პენსიაზე.

ადრე ეს სტატია ჩემს მიერ გამოქვეყნებული იყო geektimes-ზე

ყველა უფლება დაცულია © 2015
მასალების ნებისმიერი გამოყენება დასაშვებია მხოლოდ წყაროს აქტიური ბმულით

ორთქლის მანქანა

ორთქლის მანქანა- გარე წვის სითბოს ძრავა, რომელიც წყლის ორთქლის ენერგიას გარდაქმნის დგუშის ორმხრივი მოძრაობის მექანიკურ მუშაობაში, შემდეგ კი ლილვის ბრუნვის მოძრაობაში. უფრო ფართო გაგებით, ორთქლის ძრავა არის ნებისმიერი გარე წვის ძრავა, რომელიც გარდაქმნის ორთქლის ენერგიას მექანიკურ სამუშაოდ.

პირველი ორთქლის ძრავა აშენდა მე -17 საუკუნეში. პაპენი 1690 წელს წარმოადგენდა ცილინდრს დგუშით, რომელიც ამაღლდა ორთქლის მოქმედებით და დაიკლო ატმოსფეროს წნევით გამონაბოლქვი ორთქლის შესქელების შემდეგ. ამავე პრინციპით, Savery-სა და Newcomen-ის ორთქლის ძრავები აშენდა 1705 წელს მაღაროებიდან წყლის ამოტუმბვის მიზნით. ორთქლის ძრავის საბოლოო გაუმჯობესება განხორციელდა ჯეიმს ვატის მიერ 1769 წელს.

გამოგონება და განვითარება

ძრავა ორთქლის ვატიმანუფაქტურული

პირველი ცნობილი მოწყობილობა, რომელიც იკვებება ორთქლით, აღწერილია ალექსანდრიის გმირმა პირველ საუკუნეში. ბურთზე დამაგრებული საქშენებიდან ტანგენციურად გამომავალი ორთქლი ამ უკანასკნელს ატრიალებდა. ნამდვილი ორთქლის ტურბინა გამოიგონა უფრო გვიან, შუა საუკუნეების ეგვიპტეში, მე-16 საუკუნის თურქმა ასტრონომმა, ფიზიკოსმა და ინჟინერმა ტაკიიუდინ ალ-შამიმ. მან შემოგვთავაზა შამფვრის ბრუნვის მეთოდი ორთქლის ნაკადის საშუალებით, რომელიც მიმართულია ბორბლის კიდეზე დამაგრებულ პირებზე. მსგავსი მანქანა შემოგვთავაზა 1629 წელს იტალიელმა ინჟინერმა ჯოვანი ბრანკამ ცილინდრული წამყვან მოწყობილობის დასაბრუნებლად, რომელიც მონაცვლეობით ასწევდა და ათავისუფლებდა წყვილ ნაღმტყორცნებს. ორთქლის ნაკადი ამ ადრეულ ორთქლის ტურბინებში არ იყო კონცენტრირებული და მისი ენერგიის უმეტესი ნაწილი იფანტებოდა ყველა მიმართულებით, რამაც გამოიწვია ენერგიის მნიშვნელოვანი დანაკარგები.

თუმცა, ორთქლის ძრავის შემდგომი განვითარება მოითხოვდა ეკონომიკურ პირობებს, რომლებშიც ძრავის შემქმნელებს შეეძლოთ ესარგებლათ მათი შედეგებით. ასეთი პირობები არ არსებობდა არც ანტიკურ ხანაში, არც შუა საუკუნეებში და არც რენესანსში. პირველი მანქანა შექმნა ესპანელმა გამომგონებელმა Hieronimo Ayans de Beaumont-მა, რომლის გამოგონებებმა გავლენა მოახდინა ტ.სევერის პატენტზე. ორთქლის ძრავების მუშაობისა და გამოყენების პრინციპი ასევე აღწერილია 1655 წელს ინგლისელმა ედვარდ სომერსეტმა. 1663 წელს მან გამოაქვეყნა დიზაინი და დაამონტაჟა ორთქლით მომუშავე მოწყობილობა დიდი კოშკის კედელზე წყლის ასამაღლებლად რაგლანის ციხესიმაგრეში (კედელში ჩაღრმავები, სადაც ძრავა იყო დამონტაჟებული, ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნეში ჩანდა). თუმცა, არავის სურდა ფული გარისკო ამ რევოლუციური ახალი კონცეფციისთვის და ორთქლის ძრავა განუვითარებელი დარჩა. ფრანგი ფიზიკოსისა და გამომგონებლის დენის პაპინის ერთ-ერთი ექსპერიმენტი იყო ვაკუუმის შექმნა დახურულ ცილინდრში. 1670-იანი წლების შუა ხანებში პარიზში, ის თანამშრომლობდა ჰოლანდიელ ფიზიკოს ჰაიგენსთან მანქანაზე, რომელიც ჰაერს ცილინდრიდან გამოჰყავდა მასში დენთის აფეთქებით. ამით შექმნილი ვაკუუმის არასრულყოფილების დანახვისას, პაპინმა 1680 წელს ინგლისში ჩასვლის შემდეგ შექმნა იმავე ცილინდრის ვარიანტი, რომელშიც უფრო სრული ვაკუუმი მიიღო მდუღარე წყლის დახმარებით, რომელიც კონდენსირებული იყო ცილინდრში. ამგვარად, მან შეძლო დგუშზე მიმაგრებული სიმძიმის აწევა თოკით, რომელიც ბორბალზე იყო გადაგდებული. სისტემა მუშაობდა მხოლოდ როგორც საჩვენებელი მოდელი: პროცესის განმეორებისთვის, მთელი აპარატის დემონტაჟი და ხელახლა აწყობა იყო საჭირო. პაპენი სწრაფად მიხვდა, რომ ციკლის ავტომატიზაციისთვის, ორთქლი ცალკე უნდა გამოემუშავებინა ქვაბში. ამიტომ პაპინი ითვლება ორთქლის ქვაბის გამომგონებლად, რითაც გზას უხსნის Newcomen-ის ორთქლის ძრავას. თუმცა, მან არ შესთავაზა მოქმედი ორთქლის ძრავის დიზაინი. პაპინმა ასევე დააპროექტა ნავი, რომელიც მოძრაობს რეაქტიული ბორბლით, ტაქი ალ-დინისა და სევერის ცნებების კომბინაციაში; მას ასევე მიეწერება მრავალი მნიშვნელოვანი მოწყობილობის გამოგონება, როგორიცაა უსაფრთხოების სარქველი.

არც ერთი აღწერილი მოწყობილობა არ ყოფილა გამოყენებული, როგორც სასარგებლო პრობლემების გადაჭრის საშუალება. პირველი ორთქლის ძრავა, რომელიც გამოიყენებოდა წარმოებაში, იყო "ცეცხლსასროლი მანქანა", რომელიც დააპროექტა ინგლისელმა სამხედრო ინჟინერმა თომას სევერიმ 1698 წელს. სევერიმ თავისი მოწყობილობის პატენტი 1698 წელს მიიღო. ეს იყო ორთქლის ორთქლის ტუმბო და, ცხადია, არც თუ ისე ეფექტური, რადგან ორთქლის სითბო იკარგებოდა კონტეინერის გაციებისას და საკმაოდ საშიში იყო ექსპლუატაციაში, რადგან ორთქლის მაღალი წნევის გამო ტანკები და ძრავის მილსადენები ზოგჯერ აფეთქდა. ვინაიდან ამ მოწყობილობის გამოყენება შეიძლებოდა როგორც წყლის წისქვილის ბორბლების დასაბრუნებლად, ასევე მაღაროებიდან წყლის ამოტუმბვისთვის, გამომგონებელმა მას "მაღაროელის მეგობარი" უწოდა.

შემდეგ ინგლისელმა მჭედელმა თომას ნიუკომენმა აჩვენა თავისი "ატმოსფერული ძრავა" 1712 წელს. ეს იყო გაუმჯობესებული Severi ორთქლის ძრავა, რომელშიც Newcomen მნიშვნელოვნად ამცირებს ორთქლის სამუშაო წნევას. Newcomen-ის ძრავის პირველი გამოყენება იყო წყლის ამოტუმბვა ღრმა მაღაროდან. მაღაროს ტუმბოში როკერი დაკავშირებული იყო ღეროსთან, რომელიც მაღაროში ჩადიოდა ტუმბოს კამერამდე. ბიძგების ორმხრივი მოძრაობები გადადიოდა ტუმბოს დგუში, რომელიც აწვდიდა წყალს ზევით. ეს იყო Newcomen ტუმბო, რომელიც გახდა პირველი ორთქლის ძრავა, რომელიც ფართოდ გამოიყენებოდა პრაქტიკაში.

1781 წელს ჯეიმს უოტმა დააპატენტა ორთქლის ძრავა, რომელიც აწარმოებდა ლილვის უწყვეტ მბრუნავ მოძრაობას (ნიუკომენის ორთქლის ტუმბოსგან განსხვავებით). ვატიანი ძრავა, სიმძლავრე ათი ცხენის ძალა, ქვანახშირისა და წყლის ხელმისაწვდომობით შესაძლებელი გახდა ნებისმიერ ადგილას დაყენება და გამოყენება ნებისმიერი მიზნით. მიღებულია ინგლისში ინდუსტრიული რევოლუციის დასაწყისი ვატის ძრავასთან ასოცირება.

რუსეთში პირველი ორცილინდრიანი ვაკუუმური ორთქლის ძრავა დააპროექტა მექანიკოსმა I.I. პოლზუნოვი 1763 წელს და აშენდა 1764 წელს ბარნაულ კოლივანო-ვოსკრესენსკის ქარხნებში საფეთქლის ამუშავებისთვის.

ეფექტურობის შემდგომი ზრდა იყო მაღალი წნევის ორთქლის გამოყენება (ამერიკელი ოლივერ ევანსი და ინგლისელი რიჩარდ ტრევიტიკი). Trevithick-მა წარმატებით ააშენა სამრეწველო მაღალი წნევის ერთდროული ძრავები, რომლებიც ცნობილია როგორც "Cornish engines". ისინი მუშაობდნენ 50 psi-ზე, ანუ 345 kPa (3,405 ატმოსფერო). თუმცა, წნევის მატებასთან ერთად, ასევე გაჩნდა მანქანებსა და ქვაბებში აფეთქებების საშიშროება, რამაც თავდაპირველად მრავალი ავარია გამოიწვია. ამ თვალსაზრისით, მაღალი წნევის აპარატის ყველაზე მნიშვნელოვანი ელემენტი იყო დამცავი სარქველი, რომელიც ათავისუფლებდა ზედმეტ წნევას. საიმედო და უსაფრთხო ექსპლუატაცია დაიწყო მხოლოდ გამოცდილების დაგროვებით და აღჭურვილობის მშენებლობის, ექსპლუატაციისა და ტექნიკური მომსახურების პროცედურების სტანდარტიზაციით.

ფრანგმა გამომგონებელმა ნიკოლა-ჟოზეფ კუნიომ 1769 წელს აჩვენა პირველი მოქმედი თვითმავალი ორთქლის მანქანა: "fardier a vapeur" (ორთქლის ურიკა). ალბათ მისი გამოგონება შეიძლება ჩაითვალოს პირველ მანქანად. თვითმავალი ორთქლის ტრაქტორი ძალიან გამოსადეგი აღმოჩნდა, როგორც მექანიკური ენერგიის მობილური წყარო, რომელიც ამუშავებდა სხვა სასოფლო-სამეურნეო მანქანებს: სასხლეტი, საწნახელი და ა. მდინარე ფილადელფიას (პენსილვანია) და ბურლინგტონს (ნიუ-იორკის შტატი) შორის. მან ბორტზე 30 მგზავრი აიყვანა და 7-8 კვანძის სიჩქარით წავიდა. 1804 წლის 21 თებერვალს, პირველი თვითმავალი სარკინიგზო ორთქლის ლოკომოტივი, რომელიც აშენდა რიჩარდ ტრევიტიკის მიერ, აჩვენეს პენიდარენის რკინის სამუშაოებში მერტირ ტიდფილში, სამხრეთ უელსი.

ორთქლის ძრავა - სითბოს ძრავა, რომელშიც ორთქლის ქვაბიდან გამომავალი ორთქლის პოტენციური ენერგია გარდაიქმნება დგუშის ორმხრივი მოძრაობის მექანიკურ მუშაობაში.

ორთქლის ძრავის მუშაობის პროცესი განპირობებულია ორთქლის პერიოდული წნევით qi-lin-d-re-ში (ორთქლი, ორთქლის ძრავის ჩი-ლინდრში შეღწევა, ras-shi-rya-et-sya და რე- me-scha-et დგუში). დგუშის პრე-ობ-რა-ზუ-ეთ-სია დაბრუნებული, მაგრამ საფეხურზე მოძრაობა cr-in-thorn-no-go me-ha-bottom -ma-ს დახმარებით ვა- ბრუნვის მოძრაობაში. ლა. ორმაგი მოქმედების ორთქლის ძრავაში (ზრდის მუშაობის სიჩქარეს, აუმჯობესებს მოძრაობის სიგლუვეს) ორთქლი, si-ste-we pa-ro-ras-pre-de-le-niya-ს დახმარებით, თავის მხრივ- რიოდ-მაგრამ დიახ-ეთ-სია qi-li-nd-ra-ს ორივე მხარეს, რა-ბო-ტან-ნი ორთქლიდან სხვა ასი-რო-თქვენ-ჰო-დიტი ატ-მო-სფეროში ან კონ-დენ-სატ. ორთქლის ძრავის ჩი-ლინდრის იგივე te-p-lo-out დანაკარგების შესამცირებლად ok-ru-zha-et-sya pa-ro-how ru-head-koy (ka-me-ra for under-der -ჟ-ნია მაგალითად, მაგრამ ცი-ლინ-დ-რა კედლების ასიან-იან ტემპერატურაზე).

ორთქლის ძრავები არის de-la-yut-by-the-name - სტაციონარული, არასტაციონარული, არასტაციონარული (ხელახალი გადაადგილება და ტრანსპორტირება -nye); pa-ru-ს გამოყენების მიხედვით - დაბალი წნევა (1,2 მპა-მდე), საშუალო წნევა (6 მპა-მდე), თქვენ-სო-კო-გო წნევა (6 მპა-ზე მეტი); ბრუნთა რაოდენობის მიხედვით ვა-ლა - წყნარ-ჰო-რბენი (50 ბრ/წთ-მდე), ჩქარი (1000 ბრ/წთ-მდე); წნევით, თქვენ-პუს-კაე-მო-გო-პა-რა - კონ-დენ-სა-ცი-ონ-ნიე (წნევა კონ-დენ-სა-რე-ში 0,01- 0,02 მპა), გამონაბოლქვი (წნევა 0,11). -0,12 მპა), თერმული სიცოცხლისუნარიანი მიზნისთვის ან წყვილი ურნებისთვის (მიეცით-ლე-ნი-ჭამეთ 0,12 მპა-დან 6 მპა-მდე) -ბო-რა-დან მნიშვნელობის მიხედვით (მაგალითად, გათბობა, ხელახალი-). ge-not-ra-tion, ტექნიკურ-არალოგიკური პროცესები); რასის მიხედვით-ცი-ლინ-დ-დიჩის მიხედვით - გო-რი-ზონა-ტალ-ნიე, ონ-კლონ-ნიე, ვერ-ტი-კალ-ნიე; qi-lin-d-ditch-ის რაოდენობის მიხედვით - ერთი-მაგრამ-qi-lin-d-ro-vye, ბევრი-qi-lin-d-ro-vye, double-en-nye, stro-en-nye. და სხვები, გარკვეულწილად, თითოეული ცი-ლინდრი პი-ტა-ეტ-სია ერთი და იგივე პარამეტრის პირველადი წყვილი (მათ შორის - ჩვენ ვართ პარა-რალ-ლელ-მაგრამ). არის მრავალჯერ-რა-ში-რე-ნიას ორთქლის ძრავები, ზოგიერთ წყვილში შემდეგ-ვა-ტელ-მაგრამ რას-ში-რია-ეტ-ქსია 2, 3, 4 qi-lin-d-rah-ში ვ-რას-დნობის მოცულობა-ე-მა, ხელახლა გადასვლა qi-lin-d-ra-დან qi-lindr-ზე ე.წ. re-si-ve-ry (kol-lek-to-ry) გავლით. სპეციალური ჯგუფი-pu შედგება პირდაპირ-ზუსტი ორთქლის ძრავებისგან, ზოგიერთ შემთხვევაში, ორთქლის გაშვებას los-ti qi-lin-d-ra osu- more-st-in-la-et-is-ის კიდედან. დგუში-ნია (დამატებითი ფანჯრის მეშვეობით, მაგრამ, დგუშის გახსნა კა-ჟ-დოის ფაზის ბოლოს, ორთქლის გარკვეული ჯგუფის მეშვეობით on-ki-da-et qi-lindr), რაც ზრდის ეფექტურობას. მანქანა.

პირველი ცნობილი მოწყობილობა-swarm-st-in, when-in-di-mine ორთქლის მოძრაობაში (eo-li-სვამდა), ეს იყო-lo opi-sa-no Ge-ro-nome Alek-san- d-riy-skim. პირველი ექსპერიმენტები ორთქლზე ka-che-st-ve medium-st-va-ში წარმოებისთვის ჩატარდა ჯერ კიდევ მე-17 საუკუნეში. 1680 წელს დ.პა-პენმა გამოიგონა pa-ro-howl ko-tel, 1698 წელს T. Se-ve-ri-მ გამოიგონა ორთქლის ძრავა მაღაროებიდან წყლის ამოტუმბვისთვის (pa-ro -howl on-gne-ta-tel. -მაგრამ-ვსა-სი-ვაიუ-შჩი ონ-სოს). 1707 წელს ნა-სოს სე-ვე-რი დაიწერა პეტრე I-მა და უს-ტა-ნოვ-ლენმა სანკტ-პეტერ-ტერ-ბურგ-გეს საზაფხულო ბაღში და-ჩი წყლის ფონზე-ტანისთვის. .

ორთქლის ძრავის So-ver-shen-st-in-va-nie და in-ten-siv-noe გამოყენება დაიწყო მე-18 საუკუნიდან, როდესაც მთავარი ნო-დოს-ტა - ჰიდრო-სის დინება. -lo-vyh us-ta-no-wok (for-vi-si-bridge from me-st-ny პირობები) დაიწყო წინასწარ-ხუთი-ს-ინ-ვ- მეტალურგიული საწარმოების გაჩენა, გარეთ. -დრე-ცია დაწნული, საქსოვი მანქანების წარმოებაში და სხვა. 1712 წელს ტ.ნიუ-კო-მენმა გამოიგონა ორთქლის ძრავა მაღაროს ტუმბოების მართვისთვის. რუსეთში, ორთქლის ძრავა New-ko-me-na was-la us-ta-nov-le-na იყო 1772 წელს კრონშტადტში დო-კადან წყლის ამოტუმბვისთვის. პირველი ორთქლის ძრავა რუსეთში, აგებული I.I. Half-zu-no-vym 1764-1766 წლებში პლა-ვილ ღუმელების ჰაერ-დუ-ჰო-ფრთიანი ბეწვის მომარაგებისთვის. პირველი ორთქლის ძრავა, როგორც უნივერსალური ძრავა, პირველად შეიქმნა ჯ. ვატ-ტომის მიერ 1774-1784 წლებში. რუსეთში Uat-ta-ს ორთქლის ძრავა პირველად გახდა - იქნება თუ არა-დან-ლიატამდე კ.კ. ხელმძღვანელობით. გაზი-კოი-ნა ალეკ-სან-დ-როვ-სკის მა-კარგ-ფაქ-ტუ-რეზე 1805 წ.; ერთ-ერთი მანქანა 60 ლიტრი სიმძლავრით. თან. (44,1 კვტ) 1820 წელს, სანქტ-პეტერბურგის მო-ნო-ნი ეზოში. ნა-ჩი-ნაია 1820 წლიდან ე.ა. და მე. Che-re-pa-but-თქვენ აშენებთ დაახლოებით 20 ორთქლის ძრავას 2-დან 60 ცხ.ძ-მდე სიმძლავრით. თან. (1,47-დან 44,1 კვტ-მდე). ორთქლის ძრავები გამოიყენებოდა, როგორც წყლის ძრავა სატუმბო სადგურებში - qi-yah, steam-ro-in-zah, steam-ro-ho-dah, pa-ro-av-to-mo-bi-lyah და სხვა სატრანსპორტო მედია-სტ-ვაჰ.

მე-19 საუკუნის II ნახევრისთვის ორთქლის ძრავამ მიაღწია დოს-ტიგ-ლა შენ-სო-კოი სტეპ-პე-ნო სო-ვერ-შენ-სტ-ვა-მდე. განვითარების 100 წლის განმავლობაში, ორთქლის ძრავის სიმძლავრე გაიზარდა 5-10 ცხ.ძ. თან. (3,68-7,35 კვტ) 20000 ლიტრამდე. თან. (14,7 მგვტ); წნევა on-da-vae-mo-go წყვილი 0.01 მპა-დან 12 მპა-მდე; ორთქლის ტემპერატურა 100-დან 400 °C-მდე; ბრუნების რაოდენობა 20-30-დან 1000 rpm-მდე.

თუმცა, მე-20 საუკუნის შუა ხანებში, ორთქლის ძრავები თქვენ-ტეს-არა-ჩვენ გადავიტანდით-ჰა-ტე-ლა-მი შიდა წვის, პა-რო-იუ-მი ტურ-ბი-ნა-მი, ეფექტურობის რაღაც უფრო მაღალია. ორთქლის ძრავებს საკუთარი განვითარების პროცესში შეუძლიათ ცოდნის ახალი სფეროების გამოგონება; შექმნილია წარმოების გამოცდილების საფუძველზე, ორთქლის ძრავები in-ასი-ვი-არის თუ არა მეცნიერთა წინაშე-we-mi რიგი კითხვები, გადაწყვეტა ვინმემ შექმნა-კი-ლო ახალი მეცნიერება-ku - ტექნიკური ter-mo-di-na-mi -კუ.