Istoria creării motorului cu abur și aplicarea acestuia. Tverskoy motor rotativ cu abur - motor rotativ cu abur Motor cu abur Principiul de funcționare al unui motor cu abur

Motoarele cu abur au fost folosite ca motor de conducere în stații de pompare, locomotive, nave cu abur, tractoare, mașini cu abur și alte vehicule. Motoarele cu abur au contribuit la utilizarea comercială pe scară largă a mașinilor în fabrici și au oferit baza energetică pentru revoluția industrială din secolul al XVIII-lea. Mai târziu, motoarele cu abur au fost înlocuite de motoare cu ardere internă, turbine cu abur, motoare electrice și reactoare nucleare, a căror eficiență este mai mare.

Motor cu abur în acțiune

Invenție și dezvoltare

Primul dispozitiv cunoscut, alimentat de un abur, a fost descris de Heron din Alexandria în primul secol - așa-numita „baia stârcului”, sau „eolipil”. Aburul care iese tangențial din duzele atașate la minge a făcut ca aceasta din urmă să se rotească. Se presupune că transformarea aburului în mișcare mecanică a fost cunoscută în Egipt în perioada romană și a fost folosită în dispozitive simple.

Primele motoare industriale

Niciunul dintre dispozitivele descrise nu a fost folosit efectiv ca mijloc de rezolvare a problemelor utile. Prima mașină cu abur folosită în producție a fost o „mașină de pompieri” proiectată de inginerul militar englez Thomas Severy în 1698. Severy a primit un brevet pentru dispozitivul său în 1698. Era o pompă de abur cu piston și, evident, nu foarte eficientă, deoarece căldura aburului se pierdea de fiecare dată în timpul răcirii recipientului și destul de periculoasă în funcționare, deoarece din cauza presiunii mari a aburului, containerele și conductele a motorului uneori exploda. Deoarece acest dispozitiv putea fi folosit atât pentru a roti roțile unei mori de apă, cât și pentru a pompa apa din mine, inventatorul l-a numit „prietenul minerului”.

Atunci fierarul englez Thomas Newcomen și-a demonstrat „motorul atmosferic” în 1712, care a fost primul motor cu abur pentru care ar putea exista cerere comercială. Acesta a fost un motor cu abur Severy îmbunătățit, în care Newcomen a redus semnificativ presiunea aburului de lucru. Newcomen s-ar putea să se fi bazat pe o descriere a experimentelor lui Papen din cadrul Societății Regale din Londra, la care ar fi putut avea acces prin colegul Robert Hooke, care a lucrat cu Papen.

Schema motorului cu abur Newcomen.
- Aburul este afișat în violet, apa este afișat în albastru.
- Supapele deschise sunt afișate cu verde, supapele închise cu roșu

Prima aplicare a motorului Newcomen a fost pomparea apei dintr-un puț adânc. În pompa de mină, culbutorul a fost conectat la o forță care a coborât în ​​mină până în camera pompei. Mișcările alternative de împingere au fost transmise pistonului pompei, care a furnizat apă în partea de sus. Supapele motoarelor Newcomen timpurii au fost deschise și închise manual. Prima îmbunătățire a fost automatizarea supapelor, care erau acționate de mașina în sine. Legenda spune că această îmbunătățire a fost făcută în 1713 de băiatul Humphrey Potter, care a trebuit să deschidă și să închidă supapele; când s-a săturat, a legat mânerele supapelor cu frânghii și s-a dus să se joace cu copiii. Până în 1715, a fost deja creat un sistem de control al pârghiei, acționat de mecanismul motorului însuși.

Primul motor cu abur cu vid cu doi cilindri din Rusia a fost proiectat de mecanicul I.I.Polzunov în 1763 și construit în 1764 pentru a alimenta burduful suflantei de la fabricile Barnaul Kolyvano-Voskresensk.

Humphrey Gainsborough a construit un model de motor cu abur cu condensator în anii 1760. În 1769, mecanicul scoțian James Watt (posibil folosind ideile lui Gainsborough) a brevetat primele îmbunătățiri semnificative ale motorului cu vid al lui Newcomen, care l-au făcut semnificativ mai eficient din punct de vedere al consumului de combustibil. Contribuția lui Watt a fost separarea fazei de condensare a motorului cu vid într-o cameră separată, în timp ce pistonul și cilindrul se aflau la o temperatură a aburului. Watt a adăugat câteva alte detalii importante motorului lui Newcomen: a plasat un piston în interiorul cilindrului pentru a expulza aburul și a transformat mișcarea de piston a pistonului în mișcarea de rotație a roții motoare.

Pe baza acestor brevete, Watt a construit un motor cu abur în Birmingham. Până în 1782, motorul cu abur al lui Watt avea o capacitate de peste 3 ori mai mare decât mașina lui Newcomen. Îmbunătățirea eficienței motorului Watt a condus la utilizarea energiei aburului în industrie. În plus, spre deosebire de motorul Newcomen, motorul Watt a făcut posibilă transmiterea mișcării de rotație, în timp ce la primele modele de motoare cu abur pistonul era conectat mai degrabă la culbutorul decât direct la biela. Acest motor avea deja caracteristicile de bază ale motoarelor cu abur moderne.

O nouă creștere a eficienței a fost utilizarea aburului de înaltă presiune (americanul Oliver Evans și englezul Richard Trevithick). R. Trevithick a construit cu succes motoare industriale de înaltă presiune, într-un singur timp, cunoscute sub numele de „motoare Cornish”. Au funcționat la 50 psi sau 345 kPa (3,405 atmosfere). Cu toate acestea, odată cu creșterea presiunii, a existat și un mare pericol de explozie la mașini și cazane, ceea ce a dus inițial la numeroase accidente. Din acest punct de vedere, cel mai important element al mașinii de înaltă presiune a fost supapa de siguranță, care elibera excesul de presiune. Funcționarea fiabilă și sigură a început doar odată cu acumularea de experiență și standardizarea procedurilor de construcție, exploatare și întreținere a echipamentelor.

Inventatorul francez Nicholas-Joseph Cugno a demonstrat în 1769 primul vehicul cu abur autopropulsat operațional: „fardier à vapeur” (cărucior cu abur). Poate că invenția sa poate fi considerată primul automobil. Tractorul cu abur autopropulsat s-a dovedit a fi foarte util ca sursă mobilă de energie mecanică care punea în mișcare și alte mașini agricole: treieratoare, prese etc. În 1788, un vapor cu aburi construit de John Fitch executa deja un serviciu regulat pe Râul Delaware între Philadelphia (Pennsylvania) și Burlington (statul New York). A ridicat 30 de pasageri la bord și a mers cu o viteză de 7-8 mile pe oră. Vaporul cu aburi al lui J. Fitch nu a avut succes comercial, deoarece o rută bună pe uscat a concurat cu el. În 1802, inginerul scoțian William Symington a construit un vas cu aburi competitiv, iar în 1807, inginerul american Robert Fulton a folosit motorul cu abur al lui Watt pentru a propulsa primul vas cu aburi de succes comercial. La 21 februarie 1804, prima locomotivă feroviară cu abur autopropulsată, construită de Richard Trevithick, a fost expusă la Penidarren Steel Works din Merthyr Tydville, Țara Galilor de Sud.

Motoare cu abur alternative

Motoarele alternative folosesc energia aburului pentru a deplasa un piston într-o cameră sau cilindru etanș. Acțiunea alternativă a pistonului poate fi transformată mecanic în mișcare liniară a pompelor cu piston sau în mișcare rotativă pentru a antrena părți rotative ale mașinilor-unelte sau roților vehiculului.

Mașini de vid

Motoarele cu abur timpurii au fost numite inițial „motoare de pompieri” și motoarele „atmosferice” sau „condensante” ale lui Watt. Ele funcționau pe principiul vidului și, prin urmare, sunt cunoscute și sub denumirea de „motoare de vid”. Astfel de mașini au funcționat pentru a antrena pompe alternative, în orice caz, nu există dovezi că ar fi fost folosite în alte scopuri. Când funcționează un motor cu abur de tip vid, la începutul ciclului, în camera de lucru sau cilindru este admis abur de joasă presiune. Supapa de admisie este apoi închisă, iar aburul este răcit și condensat. Într-un motor Newcomen, apa de răcire este pulverizată direct în cilindru și condensul se scurge într-un colector de condens. Acest lucru creează un vid în cilindru. Presiunea atmosferică din partea superioară a cilindrului apasă pe piston și îl face să se miște în jos, adică cursa de lucru.

Răcirea și reîncălzirea constantă a cilindrului auxiliar al mașinii au fost foarte risipitoare și ineficiente, cu toate acestea, aceste motoare cu abur au permis pomparea apei de la adâncimi mai adânci decât era posibil înainte de apariția lor. În anul, a apărut o versiune a motorului cu abur, creată de Watt în colaborare cu Matthew Boulton, a cărei principală inovație a fost eliminarea procesului de condensare într-o cameră separată specială (condensator). Această cameră a fost plasată într-o baie de apă rece și conectată la cilindru printr-un tub suprapus de o supapă. O mică pompă de vid specială (un prototip de pompă de condens) a fost conectată la camera de condensare, acționată de un balansoar și folosită pentru a îndepărta condensul din condensator. Apa caldă rezultată a fost furnizată de o pompă specială (un prototip de pompă de alimentare) înapoi la cazan. O altă inovație radicală a fost închiderea capătului superior al cilindrului de lucru, în partea superioară a căruia se afla acum abur de joasă presiune. Același abur era prezent și în mantaua dublă a cilindrului, menținându-i temperatura constantă. În timpul mișcării în sus a pistonului, acești vapori erau transmisi prin conducte speciale către partea inferioară a cilindrului, pentru a suferi condens în cursa următoare. Mașina, de fapt, a încetat să mai fie „atmosferică”, iar puterea sa depindea acum de diferența de presiune dintre aburul de joasă presiune și vidul pe care îl putea obține. În motorul cu abur Newcomen, pistonul a fost lubrifiat cu o cantitate mică de apă turnată peste el de sus, în mașina lui Watt acest lucru a devenit imposibil, deoarece acum exista abur în partea superioară a cilindrului, a fost necesar să treceți la lubrifiere cu un amestec de unsoare si ulei. Aceeași unsoare a fost folosită la etanșarea tijei cilindrului.

Motoarele cu abur cu vid, în ciuda limitărilor evidente ale eficienței lor, erau relativ sigure, foloseau abur de joasă presiune, care era destul de în concordanță cu nivelul general scăzut al tehnologiei cazanelor din secolul al XVIII-lea. Puterea mașinii a fost limitată de presiunea scăzută a aburului, dimensiunea cilindrului, viteza de ardere a combustibilului și evaporarea apei în cazan, precum și dimensiunea condensatorului. Eficiența teoretică maximă a fost limitată de diferența de temperatură relativ mică de pe ambele părți ale pistonului; aceasta a făcut ca mașinile de vid destinate utilizării industriale să fie prea mari și scumpe.

Comprimare

Fereastra de evacuare a cilindrului motorului cu abur se închide puțin mai devreme decât pistonul ajunge în poziția sa extremă, ceea ce lasă o anumită cantitate de abur de evacuare în cilindru. Aceasta înseamnă că există o fază de compresie în ciclul de funcționare, care formează așa-numita „pernă de abur”, care încetinește mișcarea pistonului în pozițiile sale extreme. De asemenea, elimină căderea bruscă de presiune chiar la începutul fazei de admisie atunci când aburul proaspăt intră în cilindru.

Avans

Efectul descris al „pernei de abur” este, de asemenea, sporit de faptul că intrarea aburului proaspăt în cilindru începe ceva mai devreme decât pistonul atinge poziția finală, adică există un anumit avans al admiterii. Acest avans este necesar pentru ca înainte ca pistonul să-și înceapă cursa de lucru sub acțiunea aburului proaspăt, aburul să aibă timp să umple spațiul mort care a apărut ca urmare a fazei anterioare, adică canalele de admisie-evacuare și volumul cilindrului care nu este utilizat pentru deplasarea pistonului.

Extensie simplă

Simpla expansiune presupune că aburul funcționează doar atunci când se extinde în cilindru, iar aburul de evacuare este eliberat direct în atmosferă sau intră într-un condensator special. În acest caz, căldura reziduală a aburului poate fi utilizată, de exemplu, pentru încălzirea unei încăperi sau a unui vehicul, precum și pentru preîncălzirea apei care intră în cazan.

Compus

În timpul procesului de expansiune în cilindrul mașinii de înaltă presiune, temperatura aburului scade proporțional cu expansiunea acestuia. Deoarece nu există schimb de căldură în acest caz (proces adiabatic), se dovedește că aburul intră în cilindru cu o temperatură mai mare decât cea care pleacă. Astfel de fluctuații de temperatură în cilindru duc la o scădere a eficienței procesului.

Una dintre metodele de a trata această diferență de temperatură a fost propusă în 1804 de inginerul englez Arthur Wolfe, care a brevetat Aparat cu abur compus de înaltă presiune Wolfe... În această mașină, aburul la temperatură înaltă dintr-un cazan de abur a fost alimentat într-un cilindru de înaltă presiune, iar după aceea, aburul evacuat în acesta cu o temperatură și o presiune mai scăzute a intrat în cilindrul (sau cilindrii) de joasă presiune. Acest lucru a redus diferența de temperatură în fiecare cilindru, ceea ce a redus în general pierderile de temperatură și a îmbunătățit eficiența generală a motorului cu abur. Aburul de joasă presiune avea un volum mai mare și, prin urmare, necesita un volum mai mare al cilindrului. Prin urmare, la mașinile compuse, cilindrii de joasă presiune aveau un diametru mai mare (și uneori mai lung) decât cilindrii de înaltă presiune.

Aceasta este cunoscută și sub denumirea de dublă expansiune, deoarece expansiunea aburului are loc în două etape. Uneori, un cilindru de înaltă presiune a fost asociat cu doi cilindri de joasă presiune, rezultând trei cilindri de aproximativ aceeași dimensiune. Acest aranjament era mai ușor de echilibrat.

Mașinile de amestecare cu doi cilindri pot fi clasificate astfel:

• Compus încrucișat- Cilindrii sunt situati unul langa altul, conductele lor de abur sunt incrucisate.
• Compus tandem- Cilindrii sunt in serie si folosesc o tija.
• Compus de colț- Cilindrii sunt înclinați unul față de celălalt, de obicei la 90 de grade, și funcționează pe o manivelă.

După anii 1880, motoarele cu abur compuse s-au răspândit în producție și transport și au devenit practic singurul tip folosit pe navele cu abur. Utilizarea lor pe locomotivele cu abur nu a fost atât de răspândită, deoarece s-au dovedit a fi prea dificile, parțial din cauza faptului că condițiile de lucru ale locomotivelor cu abur în transportul feroviar erau dificile. În ciuda faptului că locomotivele compuse nu au devenit niciodată un fenomen de masă (mai ales în Marea Britanie, unde erau foarte rare și nu erau folosite deloc după anii 1930), au câștigat o oarecare popularitate în mai multe țări.

Extensie multiplă

Diagrama simplificată a unui motor cu abur cu triplă expansiune.
Aburul de înaltă presiune (roșu) de la cazan trece prin mașină, lăsând condensatorul la presiune scăzută (albastru).

Dezvoltarea logică a schemei compuse a fost adăugarea de etape suplimentare de expansiune, care au crescut eficiența lucrării. Rezultatul a fost o schemă de expansiune multiplă cunoscută sub numele de mașini de expansiune triplă sau chiar cvadruplă. Aceste motoare cu abur foloseau o serie de cilindri cu dublă acțiune, al căror volum creștea cu fiecare treaptă. Uneori, în loc de creșterea volumului cilindrilor de joasă presiune, se folosea o creștere a numărului acestora, la fel ca la unele mașini compuse.

Imaginea din dreapta arată funcționarea unui motor cu abur cu triplă expansiune. Aburul curge prin mașină de la stânga la dreapta. Blocul de supape al fiecărui cilindru este situat în stânga cilindrului corespunzător.

Apariția acestui tip de motoare cu abur a devenit deosebit de relevantă pentru flotă, deoarece cerințele de dimensiune și greutate pentru vehiculele de navă nu erau foarte stricte și, cel mai important, o astfel de schemă a făcut ușoară utilizarea unui condensator care returnează aburul rezidual sub formă de apă proaspătă înapoi la cazan (nu a fost posibilă utilizarea apei sărate de mare pentru a alimenta cazanele). Motoarele cu abur de la sol nu aveau, de obicei, probleme cu alimentarea cu apă și, prin urmare, puteau descărca aburul rezidual în atmosferă. Prin urmare, o astfel de schemă a fost mai puțin relevantă pentru ei, mai ales având în vedere complexitatea, dimensiunea și greutatea sa. Dominația motoarelor cu abur cu expansiune multiplă sa încheiat doar odată cu apariția și utilizarea pe scară largă a turbinelor cu abur. Cu toate acestea, turbinele moderne cu abur folosesc același principiu de împărțire a fluxului în cilindri de înaltă, medie și joasă presiune.

Mașini cu abur cu flux direct

Motoarele cu abur cu flux direct au apărut ca urmare a unei încercări de a depăși un dezavantaj inerent motoarelor cu abur cu distribuție tradițională a aburului. Faptul este că aburul dintr-un motor cu abur convențional își schimbă în mod constant direcția de mișcare, deoarece aceeași fereastră de fiecare parte a cilindrului este folosită atât pentru intrarea, cât și pentru evacuarea aburului. Când aburul de evacuare părăsește cilindrul, răcește pereții și canalele de distribuție a aburului. Aburul proaspăt, în consecință, cheltuiește o anumită parte din energie pentru încălzirea lor, ceea ce duce la o scădere a eficienței. Motoarele cu abur cu flux direct au un orificiu suplimentar, care este deschis de un piston la sfârșitul fiecărei faze și prin care aburul părăsește cilindrul. Acest lucru crește eficiența mașinii pe măsură ce aburul se mișcă într-o direcție și gradientul de temperatură al pereților cilindrului rămâne mai mult sau mai puțin constant. Mașinile cu o singură expansiune directă prezintă aproximativ aceeași eficiență ca și mașinile compuse cu distribuție convențională a aburului. În plus, pot funcționa la viteze mai mari și, prin urmare, înainte de apariția turbinelor cu abur, acestea erau adesea folosite pentru a conduce generatoare de energie care necesită viteză mare.

Motoarele cu abur cu flux direct sunt disponibile atât cu acțiune simplă, cât și cu dublă acțiune.

Turbine cu abur

O turbină cu abur este o serie de discuri rotative montate pe o singură axă, numită rotor de turbină, și o serie de discuri staționare alternative fixate pe o bază, numită stator. Discurile rotorului au palete la exterior, aceste palete furnizează abur și rotește discurile. Discurile statorice au palete asemănătoare, așezate în unghi opus, care servesc la redirecționarea fluxului de abur către următoarele discuri rotorice. Fiecare disc rotor și discul stator corespunzător sunt numite trepte de turbină. Numărul și dimensiunea treptelor fiecărei turbine sunt selectate astfel încât să maximizeze utilizarea energiei utile a aburului la aceeași viteză și presiune care îi este furnizată. Aburul de evacuare care iese din turbină intră în condensator. Turbinele se rotesc cu o viteză foarte mare și, prin urmare, transmisii speciale de reducere sunt de obicei utilizate atunci când se transferă rotația către alte echipamente. În plus, turbinele nu își pot schimba direcția de rotație și adesea necesită mecanisme inverse suplimentare (uneori sunt utilizate etape suplimentare de rotație inversă).

Turbinele transformă energia aburului direct în rotație și nu necesită mecanisme suplimentare pentru transformarea mișcării alternative în rotație. În plus, turbinele sunt mai compacte decât mașinile cu piston și au o forță constantă asupra arborelui de ieșire. Deoarece turbinele au un design mai simplu, ele necesită, în general, mai puțină întreținere.

Alte tipuri de motoare cu abur

Aplicație

Mașinile cu abur pot fi clasificate în funcție de aplicația lor, după cum urmează:

Mașini staționare

Ciocan cu abur

Motor cu abur într-o veche fabrică de zahăr, Cuba

Mașinile staționare cu abur pot fi împărțite în două tipuri în funcție de modul de utilizare:

• Mașini cu viteză variabilă, care includ mașini de laminoare, troliuri cu abur și altele asemenea, care trebuie să se oprească frecvent și să schimbe sensul de rotație.
• Acționează mașinile care se opresc rar și nu ar trebui să schimbe sensul de rotație. Acestea includ motoarele electrice din centralele electrice, precum și motoarele industriale utilizate în fabrici, fabrici și căi ferate pe cablu înainte de utilizarea pe scară largă a tracțiunii electrice. Motoarele de putere redusă sunt utilizate pe modele marine și în dispozitive speciale.

Troliul cu abur este în esență un motor staționar, dar este montat pe un cadru de bază pentru a putea fi mutat. Poate fi fixat cu un cablu de ancora și mutat prin propria sa tracțiune într-un loc nou.

Vehicule de transport

Motoarele cu abur au fost folosite pentru a conduce diferite tipuri de vehicule, printre care:

• Vehicule terestre:
  • Mașină cu abur
  • Tractor cu abur
  • Excavator cu abur și chiar
• Avion cu abur.

În Rusia, prima locomotivă cu abur funcțională a fost construită de E. A. și M. E. Cherepanov la uzina Nijne-Tagil în 1834 pentru a transporta minereu. A dezvoltat o viteză de 13 verste pe oră și a transportat peste 200 de puds (3,2 tone) de marfă. Lungimea primei căi ferate a fost de 850 m.

Avantajele motoarelor cu abur

Principalul avantaj al motoarelor cu abur este că pot folosi aproape orice sursă de căldură pentru a o transforma în lucru mecanic. Acest lucru le diferențiază de motoarele cu ardere internă, fiecare tip necesită utilizarea unui anumit tip de combustibil. Acest avantaj este cel mai vizibil atunci când se utilizează energie nucleară, deoarece un reactor nuclear nu este capabil să genereze energie mecanică, ci doar produce căldură, care este folosită pentru a genera abur care antrenează motoarele cu abur (de obicei turbine cu abur). În plus, există și alte surse de căldură care nu pot fi utilizate în motoarele cu ardere internă, cum ar fi energia solară. O direcție interesantă este utilizarea energiei diferenței de temperatură a Oceanului Mondial la diferite adâncimi.

Alte tipuri de motoare cu ardere externă, cum ar fi motorul Stirling, au, de asemenea, proprietăți similare, care pot oferi o eficiență foarte mare, dar sunt semnificativ mai mari ca greutate și dimensiune decât tipurile moderne de motoare cu abur.

Locomotivele cu abur funcționează bine la altitudini mari, deoarece eficiența lor nu scade din cauza presiunii atmosferice scăzute. Locomotivele cu abur sunt folosite și astăzi în regiunile muntoase ale Americii Latine, în ciuda faptului că în zonele plate au fost de mult înlocuite cu tipuri mai moderne de locomotive.

În Elveția (Brienz Rothhorn) și Austria (Schafberg Bahn), noile locomotive cu abur uscat și-au dovedit valoarea. Acest tip de locomotivă cu abur a fost dezvoltat pe baza modelelor Swiss Locomotive and Machine Works (SLM), cu multe îmbunătățiri moderne, cum ar fi utilizarea rulmenților cu role, izolarea termică modernă, arderea fracțiilor de ulei ușor, linii de abur îmbunătățite etc. ... Drept urmare, aceste locomotive au un consum de combustibil cu 60% mai mic și cerințe de întreținere semnificativ mai mici. Calitățile economice ale unor astfel de locomotive sunt comparabile cu cele ale locomotivelor diesel și electrice moderne.

În plus, locomotivele cu abur sunt semnificativ mai ușoare decât cele diesel și electrice, ceea ce este deosebit de important pentru căile ferate montane. Particularitatea motoarelor cu abur este că nu au nevoie de o transmisie, care transmite puterea direct la roți.

Eficienţă

Coeficientul de performanță (eficiență) al unui motor termic poate fi definit ca raportul dintre munca mecanică utilă și cantitatea de căldură consumată conținută în combustibil. Restul energiei este eliberată în mediu sub formă de căldură. Eficiența motorului termic este

Și-a început expansiunea la începutul secolului al XIX-lea. Și deja la acea vreme se construiau nu numai unități mari în scop industrial, ci și decorative. Majoritatea cumpărătorilor lor erau nobili bogați care doreau să se distreze pe ei înșiși și pe copiii lor. După ce motoarele cu abur au devenit parte din viața societății, motoarele decorative au început să fie folosite în universități și școli ca modele educaționale.

Motoare cu abur moderne

La începutul secolului al XX-lea, relevanța motoarelor cu abur a început să scadă. Una dintre puținele companii care a continuat să producă mini-motoare decorative a fost compania britanică Mamod, care vă permite să achiziționați un eșantion de astfel de echipamente și astăzi. Dar costul unor astfel de motoare cu abur poate depăși cu ușurință peste două sute de lire sterline, ceea ce nu este atât de mic pentru un mărțișor pentru câteva nopți. În plus, pentru cei cărora le place să asambleze singuri tot felul de mecanisme, este mult mai interesant să creeze un simplu motor cu abur cu propriile mâini.

E foarte simplu. Focul încălzește cazanul de apă. Sub influența temperaturii, apa se transformă în abur, care împinge pistonul. Atâta timp cât există apă în rezervor, volantul conectat la piston se va roti. Acesta este designul standard pentru un motor cu abur. Dar puteți asambla un model cu o configurație complet diferită.

Ei bine, să trecem de la partea teoretică la lucruri mai interesante. Dacă sunteți interesat să faceți ceva cu propriile mâini și sunteți surprins de astfel de mașini exotice, atunci acest articol este pentru dvs., în el vă vom spune cu plăcere despre diferite moduri de asamblare a unui motor cu abur cu propriile mâini. În același timp, însuși procesul de creare a unui mecanism dă bucurie nu mai puțin decât lansarea acestuia.

Metoda 1: mini motor cu abur DIY

Deci, să începem. Să asamblam cel mai simplu motor cu abur cu propriile noastre mâini. Nu sunt necesare desene, instrumente complexe și cunoștințe speciale.

Pentru început, luăm de sub orice băutură. Tăiați treimea inferioară din ea. Deoarece rezultatul va fi margini ascuțite, acestea trebuie îndoite spre interior cu un clește. Facem acest lucru cu grijă pentru a nu ne tăia. Deoarece majoritatea cutiilor de aluminiu au un fund concav, va trebui să fie nivelat. Este suficient să-l apăsați ferm cu degetul pe o suprafață tare.

La o distanță de 1,5 cm de marginea superioară a „sticlei” rezultată, este necesar să se facă două găuri unul față de celălalt. Este recomandabil să folosiți un perforator pentru aceasta, deoarece este necesar ca acestea să aibă cel puțin 3 mm în diametru. Pune o lumânare decorativă pe fundul borcanului. Acum luăm folie obișnuită de masă, o încrețim și apoi înfășuram mini-arzătorul nostru pe toate părțile.

Mini duze

În continuare, trebuie să luați o bucată de tub de cupru de 15-20 cm lungime.Este important ca aceasta să fie goală în interior, deoarece acesta va fi mecanismul nostru principal de punere în mișcare a structurii. Partea centrală a tubului este înfășurată în jurul creionului de 2 sau 3 ori, astfel încât să se obțină o spirală mică.

Acum trebuie să poziționați acest element astfel încât locul curbat să fie plasat direct deasupra fitilului lumânării. Pentru a face acest lucru, dați tubului forma literei „M”. Totodată, afișăm secțiunile care coboară prin găurile făcute în mal. Astfel, tubul de cupru este fixat rigid deasupra fitilului, iar marginile acestuia sunt un fel de duze. Pentru ca structura să se rotească, este necesar să îndoiți capetele opuse ale „elementului M” la 90 de grade în direcții diferite. Construcția mașinii cu abur este gata.

Pornirea motorului

Borcanul se pune intr-un recipient cu apa. În acest caz, este necesar ca marginile tubului să fie sub suprafața acestuia. Dacă duzele nu sunt suficient de lungi, se poate adăuga o greutate mică pe fundul cutiei. Dar aveți grijă să nu scufundați întregul motor.

Acum trebuie să umpleți tubul cu apă. Pentru a face acest lucru, puteți coborî o margine în apă, iar cu a doua trage aer ca printr-un tub. Coborâm borcanul în apă. Aprindem fitilul lumânării. După un timp, apa din spirală se va transforma în abur, care, sub presiune, va zbura din capetele opuse ale duzelor. Borcanul va începe să se rotească în recipient suficient de repede. Așa am obținut un motor cu abur cu propriile noastre mâini. După cum puteți vedea, totul este simplu.

Model de motor cu abur pentru adulți

Acum să complicăm sarcina. Să asamblam un motor cu abur mai serios cu propriile noastre mâini. Mai întâi trebuie să luați o cutie de vopsea. Făcând acest lucru, ar trebui să vă asigurați că este absolut curat. Taiati un dreptunghi cu dimensiunile de 15 x 5 cm pe perete la 2-3 cm de jos.Latura lunga se aseaza paralel cu fundul cutiei. Tăiați o bucată de 12 x 24 cm din plasa metalică. Măsurați 6 cm de la ambele capete ale părții lungi. Îndoiți aceste secțiuni la un unghi de 90 de grade. Obținem o mică „masă cu platformă” cu o suprafață de 12 x 12 cm cu picioare de 6 cm. Instalăm structura rezultată pe fundul cutiei.

Mai multe găuri trebuie făcute în jurul perimetrului capacului și plasate în formă de semicerc de-a lungul unei jumătăți a capacului. Este de dorit ca orificiile să aibă un diametru de aproximativ 1 cm.Acest lucru este necesar pentru a asigura o ventilație adecvată a interiorului. Un motor cu abur nu va funcționa bine dacă nu există suficient aer pentru a ajunge la sursa de incendiu.

Element principal

Facem o spirală dintr-un tub de cupru. Luați aproximativ 6 metri de țeavă de cupru moale cu diametrul de 1/4 inch (0,64 cm). Măsurăm 30 cm de la un capăt.Începând din acest punct, este necesar să facem cinci spire ale unei spirale cu diametrul de 12 cm fiecare. Restul țevii este îndoită în 15 inele cu un diametru de 8 cm. Astfel, la celălalt capăt ar trebui să existe 20 cm de țeavă liberă.

Ambele cabluri sunt trecute prin orificiile de ventilație din capacul cutiei. Dacă se dovedește că lungimea secțiunii drepte nu este suficientă pentru aceasta, atunci o tură a spiralei poate fi dezdoibilă. Cărbunele este plasat pe o platformă preinstalată. În acest caz, spirala ar trebui să fie plasată chiar deasupra acestei platforme. Cărbunele este așezat cu grijă între rândurile sale. Borcanul poate fi acum închis. Ca rezultat, am primit o cutie de foc care va alimenta motorul. Motorul cu abur este aproape gata cu propriile noastre mâini. A mai lasat putin.

Rezervor de apă

Acum trebuie să luați o altă cutie de vopsea, dar deja într-o dimensiune mai mică. În centrul capacului ei este găurită o gaură cu diametrul de 1 cm. Pe partea laterală a cutiei se fac încă două găuri - una aproape în jos, a doua - mai sus, la capacul propriu-zis.

Luați două cruste, în centrul cărora se face o gaură din diametrele tubului de cupru. Într-una dintre cruste se introduce o țeavă de plastic de 25 cm, iar în cealaltă 10 cm, astfel încât marginea lor abia să iasă din dopuri. O crustă cu un tub lung este introdusă în deschiderea inferioară a unei cutii mici, iar un tub mai scurt este introdus în deschiderea superioară. Așezați recipientul mai mic pe recipientul mare de vopsea, astfel încât orificiul din partea inferioară să fie pe partea opusă canalelor de ventilație ale recipientului mare.

Rezultat

Ca rezultat, ar trebui să obțineți următoarea construcție. Apa este turnată într-un borcan mic, care curge printr-o gaură din fund într-un tub de cupru. Se aprinde un foc sub spirală, care încălzește recipientul de cupru. Aburul fierbinte se ridică pe conductă.

Pentru ca mecanismul să fie complet, este necesar să atașați un piston și un volant la capătul superior al tubului de cupru. Ca urmare, energia termică a arderii va fi transformată în forțe mecanice de rotație ale roții. Există un număr mare de scheme diferite pentru crearea unui astfel de motor cu ardere externă, dar în toate sunt întotdeauna implicate două elemente - focul și apa.

Pe lângă acest design, puteți colecta abur, dar acesta este material pentru un articol complet separat.

Istoria dezvoltării motorului cu abur este descrisă suficient de detaliat în acest articol. Există și cele mai cunoscute soluții și invenții ale vremurilor 1672-1891.

Primele evoluții.

Pentru început, încă din secolul al XVII-lea, aburul a început să fie considerat un mijloc de conducere, s-au efectuat tot felul de experimente cu el și abia în 1643 acțiunea forțată a presiunii aburului a fost descoperită de evanghelistul Torricelli. Christian Huygens, 47 de ani mai târziu, a proiectat prima mașină de putere, alimentată de o explozie de praf de pușcă într-un cilindru. A fost primul prototip de motor cu ardere internă. Mașina de admisie a apei a Abbot Otfey se bazează pe un principiu similar. În curând, Denis Papin a decis să înlocuiască forța exploziei cu o forță mai puțin puternică a aburului. În 1690 a construit primul motor cu abur, cunoscut și sub numele de cazan de abur.

Acesta a constat dintr-un piston, care, cu ajutorul apei clocotite, s-a deplasat în sus în cilindru și, datorită răcirii ulterioare, a coborât din nou - așa a fost creată o forță. Întregul proces s-a desfășurat în felul acesta: sub cilindru era așezat un cuptor, care a servit simultan și ca boiler; când pistonul era în poziția superioară, cuptorul era retras pentru a facilita răcirea.

Mai târziu, doi englezi, Thomas Newcomen și Cowley - unul fierar, celălalt geam - au îmbunătățit sistemul prin separarea cazanului și a butelii și adăugând un rezervor cu apă rece. Acest sistem era acţionat de supape sau robinete, una pentru abur şi una pentru apă, care erau deschise şi închise pe rând. Apoi englezul Bayton a reconstruit controlul supapei într-unul cu adevărat cu cursă.

Utilizarea motoarelor cu abur în practică.

Mașina lui Newcomen a devenit curând cunoscută peste tot și, în special, a fost îmbunătățită de sistemul cu dublă acțiune dezvoltat de James Watt în 1765. Acum Motor cu aburi s-a dovedit a fi suficient de complet pentru utilizarea în vehicule, deși datorită dimensiunilor sale era mai potrivit pentru instalații staționare. Watt și-a oferit invențiile industriei; a construit și mașini pentru fabricile textile.

Prima mașină cu abur folosită ca vehicul a fost inventată de francezul Nicolas Joseph Cugno, inginer și strateg militar amator. În 1763 sau 1765, a creat o mașină care putea transporta patru pasageri cu o viteză medie de 3,5 și o viteză maximă de 9,5 km/h. Prima încercare a fost urmată de a doua - a apărut un vehicul pentru transportul armelor. A fost testat, bineînțeles, de militari, dar din cauza imposibilității de funcționare pe termen lung (ciclul de funcționare continuă al noului utilaj nu a depășit 15 minute), inventatorul nu a primit sprijinul autorităților și finanțatorilor. Între timp, motorul cu abur era îmbunătățit în Anglia. După mai multe încercări nereușite bazate pe Watt ale lui Moore, William Murdoch și William Symington, vehiculul feroviar al lui Richard Travisick a fost creat pentru mina de cărbune din Welsh. Un inventator activ a venit pe lume: din minele subterane a urcat la pământ și în 1802 a prezentat omenirii o mașină puternică de pasageri care atingea o viteză de 15 km/h pe teren plan și 6 km/h în creștere.

Vehiculele cu feribot au fost folosite din ce în ce mai mult și în Statele Unite: Nathan Reed a surprins oamenii din Philadelphia în 1790 cu model de mașină cu abur... Cu toate acestea, compatriotul său Oliver Evans a devenit și mai faimos, care paisprezece ani mai târziu a inventat mașina amfibie. După războaiele napoleoniene, în care „experimentele automobilistice” nu s-au desfășurat, au început din nou lucrările inventarea si perfectionarea motorului cu abur... În 1821, putea fi considerat perfect și suficient de fiabil. De atunci, fiecare pas înainte în domeniul vehiculelor alimentate cu abur a contribuit cu siguranță la dezvoltarea viitoarelor mașini.

În 1825 Sir Goldsworth Garney a organizat prima linie de pasageri pe o porțiune de 171 km de la Londra la Bath. În acest sens, a folosit o trăsură brevetată de el, care avea un motor cu abur. Acesta a fost începutul erei vagoanelor rutiere de mare viteză, care însă au dispărut în Anglia, dar s-au răspândit în Italia și Franța. Astfel de vehicule au atins cea mai mare dezvoltare odată cu apariția în 1873 a „Reverance” Amede Balle cu o greutate de 4500 kg și „Mansel” - mai compact, cântărind puțin peste 2500 kg și atingând o viteză de 35 km/h. Ambii au fost precursori ai tehnicii de performanță care a devenit caracteristică primelor mașini „adevărate”. În ciuda vitezei mari randamentul motorului cu abur era foarte mic. Bolle a fost cel care a patentat primul sistem de direcție care funcționează bine și a aranjat atât de bine elementele de direcție și de control, încât îl vedem și astăzi pe bord.

În ciuda progresului extraordinar în domeniul motorului cu ardere internă, puterea aburului a oferit încă o funcționare mai uniformă și mai lină a mașinii și, prin urmare, a avut mulți susținători. La fel ca Bolle, care a construit alte mașini ușoare, precum Rapide în 1881 cu o viteză de 60 km/h, Nouvelle în 1873, care avea o punte față cu suspensie independentă, Leon Chevrolet a lansat mai multe mașini între 1887 și 1907. cu un generator de abur ușor și compact, brevetat de el în 1889. Compania De Dion-Bouton, fondată la Paris în 1883, a produs mașini cu motoare cu abur în primii zece ani de existență și a obținut un succes semnificativ - mașinile sale au câștigat cursa Paris-Rouen în 1894.

Succesul lui Panhard et Levassor în utilizarea benzinei a dus, însă, la faptul că De Dion a trecut și la motoarele cu ardere internă. Când frații Bolle au preluat compania tatălui lor, au făcut același lucru. Apoi compania Chevrolet și-a refăcut producția. Mașinile alimentate cu abur au dispărut de la orizont din ce în ce mai repede, deși erau folosite în Statele Unite chiar înainte de 1930. Chiar în acest moment, producția s-a oprit și inventarea motoarelor cu abur

În mintea majorității oamenilor din era smartphone-urilor, mașinile cu abur sunt ceva arhaic care te face să zâmbești. Paginile vaporoase ale istoriei industriei auto au fost foarte luminoase și fără ele este greu de imaginat transportul modern în general. Oricât de mult au încercat scepticii de la legislație, precum și lobbyiștii petrolului din diferite țări să limiteze dezvoltarea mașinii pentru un cuplu, au reușit doar pentru o perioadă. La urma urmei, mașina cu abur este ca Sfinxul. Ideea unei mașini pentru un cuplu (adică pe un motor cu ardere externă) este relevantă până în prezent.

În mintea majorității oamenilor din era smartphone-urilor, mașinile cu abur sunt ceva arhaic care te face să zâmbești.

Așadar, în 1865, în Anglia a fost introdusă o interdicție privind circulația vagoanelor autopropulsate de mare viteză pe o unitate cu abur. Le era interzis să se deplaseze cu mai mult de 3 km/h în oraș și să nu scoată pufături de abur, pentru a nu speria caii înhămați la trăsurile obișnuite. Cea mai gravă și palpabilă lovitură pentru camioanele cu abur a fost deja în 1933, legea privind taxa pe vehiculele grele. Abia în 1934, când taxele la importul produselor petroliere au fost reduse, victoria motoarelor pe benzină și diesel asupra motoarelor cu abur se profila la orizont.

Numai în Anglia își putea permite să bată joc de progres într-o manieră atât de rafinată și cu sânge rece. În SUA, Franța, Italia, mediul inventatorilor entuziaști era literalmente fierbinte de idei, iar mașina cu aburi a căpătat forme și caracteristici noi. Deși inventatul britanic a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea vehiculelor cu abur, legile și prejudecățile autorităților nu le-au permis să participe pe deplin la lupta cu motorul cu ardere internă. Dar să vorbim despre totul în ordine.

Referință preistorică

Istoria dezvoltării mașinii cu abur este indisolubil legată de istoria apariției și îmbunătățirii mașinii cu abur. Când în secolul I d.Hr. NS. Heron din Alexandria și-a propus ideea de a face aburul să se rotească o minge de metal, iar ideea sa a fost tratată ca puțin mai mult decât distractiv. Fie alte idei au fost mai îngrijorate de inventatori, dar primul care a pus un cazan de abur pe roți a fost călugărul Ferdinand Verbst. În 1672. „Jucăria” lui a fost, de asemenea, tratată ca o distracție. Dar următorii patruzeci de ani nu au fost în zadar pentru istoria mașinii cu abur.

Proiectul echipajului autopropulsat al lui Isaac Newton (1680), aparatul de foc al mecanicului Thomas Severi (1698) și instalația atmosferică a lui Thomas Newcomen (1712) au demonstrat potențialul enorm de utilizare a aburului pentru a efectua lucrări mecanice. La început, motoarele cu abur pompau apa din mine și ridicau încărcături, dar până la mijlocul secolului al XVIII-lea, existau deja câteva sute de astfel de instalații de abur la întreprinderile din Anglia.

Ce este un motor cu abur? Cum poate aburul să miște roțile? Principiul motorului cu abur este simplu. Apa este încălzită într-un rezervor închis la abur. Aburul este evacuat prin țevi într-un cilindru închis și stoarce pistonul. Această mișcare de translație este transmisă arborelui volantului printr-o biela intermediară.

Această diagramă schematică a funcționării unui cazan cu abur în practică a avut dezavantaje semnificative.

Prima porțiune de abur a izbucnit în crose, iar pistonul răcit, sub propria greutate, s-a scufundat pentru următoarea cursă. Această diagramă schematică a funcționării unui cazan cu abur în practică a avut dezavantaje semnificative. Lipsa unui sistem de control al presiunii aburului a dus adesea la o explozie a cazanului. A fost nevoie de mult timp și combustibil pentru a aduce cazanul în stare de funcționare. Alimentarea constantă și dimensiunile gigantice ale uzinei de abur nu fac decât să sporească lista deficiențelor acesteia.

Noua mașină a fost propusă de James Watt în 1765. El a direcționat aburul stors de piston într-o cameră suplimentară de condensare și a eliminat necesitatea de a adăuga constant apă în cazan. În cele din urmă, în 1784, a rezolvat problema modului de redistribuire a mișcării aburului, astfel încât acesta să împingă pistonul în ambele direcții. Datorită bobinei pe care a creat-o, motorul cu abur a putut funcționa fără întreruperi între cicluri. Acest principiu al unui motor termic cu dublă acțiune a stat la baza majorității tehnologiei cu abur.

Mulți oameni inteligenți au lucrat la crearea motoarelor cu abur. La urma urmei, aceasta este o modalitate simplă și ieftină de a obține energie din aproape nimic.

O scurtă excursie în istoria mașinilor cu abur

Totuși, oricât de mari au fost succesele britanicilor în domeniu, primul care a pus un motor cu abur pe roți a fost francezul Nicolas Joseph Cugno.

Prima mașină cu aburi a lui Kyunho

Mașina lui a apărut pe drumuri în 1765. Viteza de deplasare a scaunului cu rotile a fost un record - 9,5 km/h. În ea, inventatorul prevedea patru locuri pentru pasageri, care puteau fi rulate cu briza la o viteză medie de 3,5 km/h. Acest succes nu a fost suficient pentru inventator.

Necesitatea opririi pentru realimentarea cu apă și aprinderea unui nou foc la fiecare kilometru de drum nu a fost un dezavantaj semnificativ, ci doar nivelul de tehnologie din acea vreme.

A decis să inventeze un tractor pentru tunuri. Așa că s-a născut un cărucior cu trei roți cu un cazan masiv în față. Necesitatea opririi pentru realimentarea cu apă și aprinderea unui nou foc la fiecare kilometru de drum nu a fost un dezavantaj semnificativ, ci doar nivelul de tehnologie din acea vreme.

Următorul model de Cugno, modelul 1770, cântărea aproximativ o tonă și jumătate. Noul cărucior ar putea transporta aproximativ două tone de marfă cu o viteză de 7 km/h.

Maestrul Cugno era mai preocupat de ideea creării unui motor cu abur de înaltă presiune. Nici măcar nu era jenat de faptul că centrala ar putea exploda. Cuyunho a venit cu ideea de a pune focarul sub boiler și de a duce „focul” cu el. În plus, „căruța” lui poate fi numită pe bună dreptate primul camion. Demisia patronului și o serie de revoluții au făcut imposibil ca maestrul să dezvolte modelul într-un camion cu drepturi depline.

Autodidact Oliver Evans și amfibiul său

Ideea de a crea motoare cu abur avea proporții universale. În statele nord-americane, inventatorul Oliver Evans a creat aproximativ cincizeci de instalații de abur bazate pe mașina Watt. În efortul de a reduce dimensiunea fabricii James Watt, el a proiectat motoare cu abur pentru morile de făină. Cu toate acestea, Oliver Evans a câștigat faima mondială pentru mașina sa amfibie cu abur. În 1789, prima sa mașină din Statele Unite a trecut cu succes testele pe uscat și pe apă.

Pe amfibiul său, care poate fi numit prototipul vehiculelor de teren, Evans a instalat o mașină cu o presiune a aburului de zece atmosfere!

Barca-mașină de nouă metri cântărea aproximativ 15 tone. Motorul cu abur conducea roțile din spate și elicea. De altfel, Oliver Evans a fost și un susținător al motorului cu abur de înaltă presiune. Pe amfibiul său, care poate fi numit prototipul vehiculelor de teren, Evans a instalat o mașină cu o presiune a aburului de zece atmosfere!

Dacă inventatorii secolelor 18-19 ar fi avut la îndemână tehnologii ale secolului 21, vă puteți imagina câtă tehnologie ar fi creat!? Și ce tehnică!

Secolul XX și 204 km/h pe o mașină cu aburi Stanley

Da! Secolul al XVIII-lea a dat un impuls puternic dezvoltării transportului cu abur. Numeroase și variate modele de vagoane cu abur autopropulsate au început din ce în ce mai mult să dilueze transportul cu tracțiune de animale pe drumurile Europei și Americii. Până la începutul secolului al XX-lea, mașinile alimentate cu abur s-au răspândit și au devenit un simbol familiar al timpului lor. La fel și fotografie.

Secolul al XVIII-lea a dat un impuls puternic dezvoltării transportului cu abur

A fost compania lor de fotografie pe care frații Stanley au vândut-o când, în 1897, au decis să ia în serios producția de mașini cu abur în Statele Unite. Au făcut vagoane bine vândute. Dar acest lucru nu a fost suficient pentru a-și satisface planurile ambițioase. La urma urmei, ei au fost doar unul dintre mulți dintre aceiași producători de automobile. Asta până când și-au proiectat „racheta”.

A fost compania lor de fotografie pe care frații Stanley au vândut-o când, în 1897, au decis să ia în serios producția de mașini cu abur în Statele Unite.

Desigur, mașinile Stanley aveau reputația de a fi o mașină de încredere. Unitatea de abur era amplasată în spate, iar cazanul era încălzit cu torțe cu benzină sau kerosen. Volan al unui motor cu doi cilindri cu abur cu dublă acțiune de rotație către puntea spate prin intermediul unei transmisii cu lanț. Stanley Steamer nu a avut niciun caz de explozie a cazanelor. Dar aveau nevoie de o stropire.

Desigur, mașinile Stanley aveau reputația de a fi o mașină de încredere.

Cu „racheta” lor au făcut furori peste tot în lume. 205,4 km/h în 1906! Nimeni nu a condus atât de repede! O mașină cu motor cu ardere internă a doborât acest record doar 5 ani mai târziu. Placajul cu abur „Rocket” al lui Stanley a definit forma mașinilor de curse pentru mulți ani de acum încolo. Dar după 1917, Stanley Steamer a experimentat din ce în ce mai mult concurența de la Ford T ieftin și și-a dat demisia.

Feriboturile unice ale fraților Doble

Această familie faimoasă a reușit să ofere rezistență decentă motoarelor pe benzină până la începutul anilor 30 ai secolului XX. Nu au construit mașini record. Frații și-au iubit cu adevărat feriboturile. Altfel, cum să explicăm radiatorul celular și butonul de aprindere inventate de ei? Modelele lor nu arătau ca niște mici locomotive cu abur.

Frații Abner și John au revoluționat transportul cu abur.

Frații Abner și John au revoluționat transportul cu abur. Pentru a se mișca, mașina lui nu a trebuit să fie încălzită timp de 10-20 de minute. Butonul de aprindere a pompat kerosen din carburator în camera de ardere. A ajuns acolo după ce a aprins cu o bujie incandescentă. Apa s-a încălzit în câteva secunde, iar după un minut și jumătate aburul a creat presiunea necesară și puteai să pleci.

Aburul evacuat a fost direcționat către un radiator pentru condensare și pregătire pentru ciclurile ulterioare. Prin urmare, pentru o rulare lină de 2.000 km, mașinile lui Doblov au avut nevoie de doar nouăzeci de litri de apă în sistem și de câțiva litri de kerosen. Nimeni nu ar putea oferi o asemenea economie! Poate că la Salonul Auto de la Detroit din 1917 Stanley s-a familiarizat cu modelul fraților Doble și a început să le reducă producția.

Modelul E a devenit cea mai luxoasă mașină din a doua jumătate a anilor 20 și cea mai recentă versiune a feribotului Doblov. Interiorul din piele, lemnul lustruit și oasele de elefant îi încântă pe proprietarii bogați în interiorul mașinii. Într-o astfel de cabină, te-ai putea bucura de alergare la viteze de până la 160 km/h. Doar 25 de secunde au separat momentul aprinderii de momentul pornirii. A fost nevoie de încă 10 secunde pentru ca o mașină cu o greutate de 1,2 tone să accelereze până la 120 km/h!

Toate aceste calități de mare viteză au fost încorporate în motorul cu patru cilindri. Două pistoane au fost împinse în afară de abur de înaltă presiune de 140 de atmosfere, în timp ce celelalte două au trimis abur răcit de joasă presiune într-un radiator-condensator tip fagure. Dar în prima jumătate a anilor 30, acești frați Doble frumoși nu mai erau produși.

Camioane cu abur

Cu toate acestea, nu trebuie uitat că tracțiunea cu abur se dezvolta rapid și în transportul de marfă. În orașe mașinile cu abur au provocat alergii în rândul snobilor. Dar mărfurile trebuie livrate în orice vreme și nu numai în oraș. Și cum rămâne cu autobuzele interurbane și cu echipamentele militare? Nu poți să cobori cu mașini mici acolo.

Transportul de marfă are un avantaj semnificativ față de vehiculele ușoare - dimensiunile sale.

Transportul de marfă are un avantaj semnificativ față de vehiculele ușoare - dimensiunile sale. Acestea vă permit să plasați centrale puternice oriunde în mașină. Mai mult decât atât, va crește doar capacitatea de transport și capacitatea de traversare a țării. Și cum va arăta camionul nu i se acordă întotdeauna atenție.

Dintre camioanele cu abur, aș dori să evidențiez Sentinelul englez și NAMI sovietic. Desigur, au fost multe altele, de exemplu Foden, Fowler, Yorkshire. Dar Sentinel și NAMI s-au dovedit a fi cele mai tenace și au fost produse până la sfârșitul anilor 50 ai secolului trecut. Ar putea lucra cu orice combustibil solid - cărbune, lemn, turbă. „Natura omnivoră” a acestor camioane le deosebește de influența prețurilor la produsele petroliere și, de asemenea, le permitea să fie folosite în locuri greu accesibile.

Sentinel de workaholic cu accent englezesc

Aceste două camioane diferă nu numai în țara de producție. Principiile amenajării generatoarelor de abur au fost și ele diferite. Santinelele se caracterizează prin aranjarea superioară și inferioară a motoarelor cu abur în raport cu cazanul. În poziția de sus, generatorul de abur furniza abur fierbinte direct în camera motorului, care era conectată la osii printr-un sistem de arbore cardanic. Cu locația inferioară a motorului cu abur, adică pe șasiu, cazanul a încălzit apa și a furnizat abur motorului prin conducte, ceea ce a garantat pierderi de temperatură.

Santinelele se caracterizează prin aranjarea superioară și inferioară a motoarelor cu abur în raport cu cazanul.

Prezența unei transmisii cu lanț de la volantul motorului cu abur la articulațiile cardanice a fost tipică pentru ambele tipuri. Acest lucru a permis designerilor să unifice producția de Santinels în funcție de client. Pentru țările fierbinți, cum ar fi India, camioanele cu abur au fost produse cu o locație inferioară, separată a cazanului și a motorului. Pentru țările cu ierni reci - cu tipul superior, combinat.

Pentru țările fierbinți, cum ar fi India, camioanele cu abur au fost produse cu o locație inferioară, separată a cazanului și a motorului.

Pe aceste camioane au fost folosite multe tehnologii dovedite. Bobine si supape de distributie a aburului, motoare cu simpla si dubla actiune, presiune inalta sau joasa, cu sau fara cutie de viteze. Cu toate acestea, acest lucru nu a prelungit durata de viață a camioanelor engleze cu abur. Deși au fost produse până la sfârșitul anilor 50 ai secolului XX și chiar au servit în serviciul militar înainte și în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, erau încă voluminoase și semănau oarecum cu locomotivele cu abur. Și din moment ce nu existau persoane interesate de modernizarea lor radicală, soarta lor a fost o concluzie dinainte.

Deși au fost produse până la sfârșitul anilor 50 ai secolului XX și chiar au servit în serviciul militar înainte și în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, erau încă voluminoase și semănau oarecum cu locomotivele cu abur.

Cui ce, dar pentru noi - SUA

Pentru a ridica economia distrusă de război a Uniunii Sovietice, a fost necesar să se găsească o modalitate de a nu risipi resursele de petrol, cel puțin în locuri greu accesibile - în nordul țării și în Siberia. Inginerilor sovietici li s-a oferit oportunitatea de a studia designul lui Santinel cu un motor cu abur cu patru cilindri de deasupra capului și de a dezvolta propriul „răspuns la Chamberlain”.

În anii 1930, institutele și birourile de proiectare din Rusia au făcut încercări repetate de a crea un camion alternativ pentru industria lemnului.

În anii 1930, institutele și birourile de proiectare din Rusia au făcut încercări repetate de a crea un camion alternativ pentru industria lemnului. Dar de fiecare dată cazul s-a oprit în faza de testare. Folosind propria experiență și oportunitatea de a studia vehiculele cu feribot capturate, inginerii au reușit să convingă conducerea țării de necesitatea unui astfel de camion cu abur. Mai mult decât atât, benzina era de 24 de ori mai scumpă decât cărbunele. Și cu costul lemnului de foc în taiga, nici nu trebuie să menționați asta.

Un grup de designeri sub conducerea lui Yu. Shebalin a simplificat cât mai mult posibil unitatea de abur în ansamblu. Au combinat un motor cu patru cilindri și un cazan într-o singură unitate și l-au plasat între caroserie și cabină. Această unitate a fost instalată pe șasiul seriei YaAZ (MAZ) -200. Lucrarea aburului și condensarea acestuia au fost combinate într-un ciclu închis. Aprovizionarea cu lingouri de lemn din buncăr se făcea automat.

Așa s-a născut NAMI-012, sau mai bine zis pe drumurile forestiere. Evident, principiul alimentării în buncăr cu combustibil solid și amplasarea unui motor cu abur pe un camion au fost împrumutate din practica generatoarelor de gaz.

Soarta proprietarului pădurilor - NAMI-012

Caracteristicile camionului casnic cu abur și transportorul de cherestea NAMI-012 au fost următoarele

• Capacitate de transport - 6 tone
• Viteza - 45 km/h
• Autonomia fără realimentare este de 80 km, dacă a fost posibilă reînnoirea alimentării cu apă, atunci 150 km
• Cuplul la viteze mici - 240 kgm, care a fost de aproape 5 ori mai mare decât indicatorii bazei YAZ-200
• Un cazan cu circulație naturală a creat o presiune de 25 de atmosfere și a adus aburul la o temperatură de 420 ° C
• A fost posibilă completarea rezervelor de apă direct din rezervor prin ejectoare
• Cabina din metal nu avea capotă și era împinsă înainte
• Viteza a fost reglată de volumul de abur din motor folosind pârghia de alimentare / decuplare. Cu ajutorul lui, buteliile au fost umplute la 25/40/75%.
• O treaptă de marșarier și trei comenzi cu pedală.

Dezavantaje serioase ale camionului cu abur au fost consumul de 400 kg de lemn de foc la 100 km de cale si necesitatea de a scapa de apa din cazan in conditii de ger.

Dezavantaje serioase ale camionului cu abur au fost consumul de 400 kg de lemn de foc la 100 km de cale si necesitatea de a scapa de apa din cazan in conditii de ger. Dar principalul dezavantaj care a fost prezent în prima probă a fost permeabilitatea slabă în stare descărcată. Apoi s-a dovedit că puntea față a fost supraîncărcată de cabină și unitatea de abur, în comparație cu cea din spate. Ei au făcut față acestei sarcini instalând o centrală cu abur modernizată pe YaAZ-214 cu tracțiune integrală. Acum capacitatea camionului de lemn NAMI-018 a fost mărită la 125 de cai putere.

Dar, neavând timp să se răspândească în toată țara, camioanele cu generatoare de abur au fost toate eliminate în a doua jumătate a anilor 50 a secolului trecut.

Dar, neavând timp să se răspândească în toată țara, camioanele cu generatoare de abur au fost toate eliminate în a doua jumătate a anilor 50 a secolului trecut. Cu toate acestea, împreună cu generatoarele de gaz. Deoarece costul de transformare a mașinilor, beneficiile economice și ușurința de utilizare au fost consumatoare de timp și discutabile în comparație cu camioanele pe benzină și diesel. Mai mult decât atât, în acest moment, producția de petrol era deja stabilită în Uniunea Sovietică.

O mașină cu abur modernă rapidă și accesibilă

Să nu credeți că ideea unei mașini cu abur este uitată pentru totdeauna. Acum există o creștere semnificativă a interesului pentru motoare, motoare alternative cu ardere internă pe benzină și motorină. Rezervele de petrol ale lumii nu sunt nelimitate. Da, iar costul produselor petroliere este în continuă creștere. Designerii au încercat atât de mult să îmbunătățească motorul cu ardere internă, încât ideile lor aproape au atins limita.

Mașinile electrice, mașinile cu hidrogen, generatoarele de gaz și mașinile cu abur au devenit din nou subiecte fierbinți. Bună, secolul al XIX-lea uitat!

Acum există o creștere semnificativă a interesului pentru motoare, motoare alternative cu ardere internă pe benzină și motorină.

Un inginer britanic (din nou Anglia!) a demonstrat noile capabilități ale motorului cu abur. Și-a creat Inspuration nu numai pentru a demonstra relevanța mașinilor cu abur. Creația lui este făcută pentru înregistrări. 274 km/h - aceasta este viteza pe care o accelerează douăsprezece cazane instalate pe o mașină de 7,6 metri. Doar 40 de litri de apă sunt suficienți pentru ca gazul lichefiat să aducă temperatura aburului la 400 ° C literalmente într-o clipă. Gândiți-vă doar, istoriei au avut nevoie de 103 ani pentru a doborî recordul de viteză pentru o mașină cu abur stabilită de Rocket!

Într-un generator de abur modern, puteți utiliza cărbune sub formă de pulbere sau alt combustibil ieftin, de exemplu, păcură, gaz lichefiat. De aceea mașinile cu abur au fost și vor fi întotdeauna populare.

Dar pentru un viitor prietenos cu mediul, este din nou necesar să depășim rezistența lobbyiștilor petrolier.

Trăiesc doar din cărbune și apă și încă mai am suficientă energie pentru a merge cu 100 mph! Este exact ceea ce poate face o locomotivă cu abur. Deși acești dinozauri mecanici giganți sunt acum dispăruți pe majoritatea căilor ferate ale lumii, tehnologia cu abur trăiește în inimile oamenilor, iar locomotive ca aceasta încă servesc drept atracții turistice pe multe căi ferate istorice.

Primele motoare moderne cu abur au fost inventate în Anglia la începutul secolului al XVIII-lea și au marcat începutul revoluției industriale.

Astăzi ne întoarcem din nou la energia aburului. Datorită designului său, un motor cu abur produce mai puțină poluare în timpul arderii decât un motor cu ardere internă. În această postare video, vedeți cum funcționează.

Care era puterea vechiului motor cu abur?

Este nevoie de energie pentru a face absolut orice vă puteți gândi: mergeți cu skateboardingul, pilotați un avion, mergeți la magazine sau conduceți pe stradă. Cea mai mare parte a energiei pe care o folosim astăzi pentru transport provine din petrol, dar nu a fost întotdeauna cazul. Până la începutul secolului al XX-lea, cărbunele a fost combustibilul preferat din lume și a alimentat orice, de la trenuri și nave până la nenorocitele avioane cu abur inventate de omul de știință american Samuel P. Langley, un rival timpuriu al fraților Wright. Ce este atât de special la cărbune? Există o mulțime de ei în interiorul Pământului, așa că a fost relativ ieftin și disponibil pe scară largă.

Cărbunele este o substanță chimică organică, ceea ce înseamnă că se bazează pe elementul carbon. Cărbunele se formează de-a lungul a milioane de ani când rămășițele plantelor moarte sunt îngropate sub roci, comprimate sub presiune și fierte sub influența căldurii interne a Pământului. De aceea se numește combustibili fosili. Bucuri de cărbune sunt într-adevăr bucăți de energie. Carbonul din interiorul lor este legat de atomii de hidrogen și oxigen în compuși numiți legături chimice. Când ardem cărbunele pe foc, legăturile se descompun și energia este eliberată sub formă de căldură.

Cărbunele conține aproximativ jumătate din energia pe kilogram de combustibili fosili mai curați, cum ar fi benzina, motorina și kerosenul - și acesta este unul dintre motivele pentru care motoarele cu abur trebuie să ardă atât de mult.

Sunt motoarele cu abur pregătite pentru o revenire epică?

Pe vremuri, mașina cu abur domina - mai întâi în trenuri și tractoare grele, după cum știți, dar în cele din urmă și în mașini. Este greu de înțeles astăzi, dar la începutul secolului al XX-lea, mai mult de jumătate dintre mașinile din Statele Unite erau alimentate cu abur. Motorul cu abur a fost atât de rafinat încât, în 1906, o mașină cu abur numită Stanley Rocket a deținut chiar și un record pentru viteza pe pământ - o viteză amețitoare de 127 de mile pe oră!

Acum, ați putea crede că motorul cu abur a fost un succes doar pentru că motoarele cu combustie internă (ICE) nu existau încă, dar de fapt motoarele cu abur și mașinile ICE au fost dezvoltate în același timp. Deoarece inginerii aveau deja 100 de ani de experiență cu motoarele cu abur, mașina cu abur a avut un început destul de mare. În timp ce arborii cotit manuali storceau mâinile operatorilor nefericiți, până în 1900 motoarele cu abur erau deja complet automatizate - și fără ambreiaj sau cutie de viteze (aburul asigură o presiune constantă, spre deosebire de cursa unui motor cu ardere internă), foarte ușor de operat. Singurul avertisment este că a trebuit să așteptați câteva minute pentru ca boilerul să se încălzească.

Cu toate acestea, în câțiva ani scurti, Henry Ford va veni și va schimba totul. Deși motorul cu abur era superior din punct de vedere tehnic față de motorul cu ardere internă, nu putea egala prețul Ford-urilor de producție. Producătorii de mașini cu abur au încercat să schimbe vitezele și să își comercializeze mașinile ca produse premium, de lux, dar până în 1918 Ford Model T era de șase ori mai ieftin decât Steanley Steamer (cel mai popular motor cu abur la acea vreme). Odată cu apariția motorului electric de pornire în 1912 și creșterea constantă a eficienței motorului cu ardere internă, a trecut foarte puțin timp până când motorul cu abur a dispărut de pe drumurile noastre.

Sub presiune

În ultimii 90 de ani, motoarele cu abur au rămas în pragul dispariției, iar fiarele uriașe au apărut la expozițiile de mașini de epocă, dar nu prea multe. În liniște, totuși, în fundal, cercetarea a avansat în liniște - în parte din cauza dependenței noastre de turbinele cu abur pentru a genera electricitate și, de asemenea, pentru că unii oameni cred că motoarele cu abur pot depăși de fapt motoarele cu ardere internă.

ICE-urile au dezavantaje inerente: necesită combustibili fosili, generează multă poluare și sunt zgomotoase. Motoarele cu abur, pe de altă parte, sunt foarte silențioase, foarte curate și pot folosi aproape orice combustibil. Motoarele cu abur, datorită presiunii constante, nu necesită cuplare - obțineți cuplu maxim și accelerație instantaneu, în repaus. Pentru conducerea în oraș, unde oprirea și pornirea consumă cantități uriașe de combustibili fosili, puterea continuă a motoarelor cu abur poate fi foarte interesantă.

Tehnologia a parcurs un drum lung din anii 1920 - în primul rând, suntem acum maeștri materiale... Motoarele cu abur originale aveau nevoie de cazane uriașe și grele pentru a rezista la căldură și presiune și, ca urmare, chiar și motoarele cu abur mici cântăreau câteva tone. Cu materiale moderne, motoarele cu abur pot fi la fel de ușoare ca verii lor. Introduceți un condensator modern și un fel de boiler cu evaporator și puteți construi un motor cu abur cu eficiență decentă și timpi de încălzire în câteva secunde, nu minute.

În ultimii ani, aceste progrese s-au combinat în unele evoluții interesante. În 2009, echipa britanică a stabilit un nou record de viteză a vântului alimentat cu abur de 148 mph, doborând în cele din urmă recordul rachetei Stanley, care a rezistat de peste 100 de ani. În anii 1990, divizia de cercetare și dezvoltare a Volkswagen, Enginion, a declarat că a construit un motor cu abur care era la fel de eficient ca un motor cu ardere internă, dar cu emisii mai mici. În ultimii ani, Cyclone Technologies susține că a dezvoltat un motor cu abur care este de două ori mai eficient decât un motor cu ardere internă. Până în prezent, însă, niciun motor nu și-a găsit drumul într-un vehicul comercial.

Mergând înainte, este puțin probabil ca motoarele cu abur să coboare vreodată dintr-un motor cu ardere internă, fie și doar din cauza impulsului imens al Big Oil. Cu toate acestea, într-o zi când ne hotărâm în sfârșit să aruncăm o privire serioasă asupra viitorului transportului personal, poate că grația liniștită, verde și glisantă a energiei aburului va avea o a doua șansă.

Motoarele cu abur ale vremurilor noastre

Tehnologie.

Energie inovatoare. NanoFlowcell® este în prezent cel mai inovator și mai puternic sistem de stocare a energiei pentru aplicații mobile și staționare. Spre deosebire de bateriile convenționale, nanoFlowcell® este alimentat de electroliți lichizi (bi-ION) care pot fi depozitați departe de celulă în sine. Evacuarea unei mașini cu această tehnologie este vapori de apă.

La fel ca o celulă de flux convențională, fluidele electrolitice încărcate pozitiv și negativ sunt stocate separat în două rezervoare și, la fel ca o celulă de flux convențională sau o celulă de combustibil, sunt pompate printr-un convertor (nanoFlowcell real) în circuite separate.

Aici, cele două circuite electrolitice sunt separate doar de o membrană permeabilă. Schimbul de ioni are loc de îndată ce soluțiile de electroliți pozitivi și negativi trec unul cu celălalt pe ambele părți ale membranei convertor. Aceasta transformă energia chimică legată de biion în electricitate, care este apoi direct disponibilă consumatorilor de energie electrică.

La fel ca vehiculele cu hidrogen, „eșapamentul” produs de nanoFlowcell EV este vapori de apă. Dar sunt emisiile de vapori de apă de la viitoarele vehicule electrice ecologice?

Criticii mobilității electrice pun din ce în ce mai mult sub semnul întrebării compatibilitatea cu mediul și sustenabilitatea surselor alternative de energie. Pentru mulți, mașinile electrice sunt un compromis mediocru între conducerea cu emisii zero și tehnologia ecologică. Bateriile convenționale cu litiu-ion sau hidrură metalică nu sunt nici sustenabile, nici compatibile cu mediul – nu sunt în producție, în utilizare sau în reciclare, chiar dacă publicitatea sugerează „e-mobilitate” pură.

NanoFlowcell Holdings este, de asemenea, întrebat frecvent despre durabilitatea și compatibilitatea cu mediul înconjurător a tehnologiei nanoFlowcell și a electroliților biionici. Atât nanoFlowcell în sine, cât și soluțiile de electroliți bi-ION necesare pentru alimentarea acestuia sunt produse într-un mod prietenos cu mediul din materii prime ecologice. În timpul funcționării, tehnologia nanoFlowcell este complet non-toxică și nu dăunează în niciun fel sănătății. Bi-ION, care constă dintr-o soluție apoasă ușor salină (săruri organice și minerale dizolvate în apă) și purtători de energie reali (electroliți), este, de asemenea, sigur pentru mediu atunci când este utilizat și reciclat.

Cum funcționează unitatea nanoFlowcell într-un vehicul electric? Similar cu o mașină pe benzină, soluția de electroliți este consumată într-un vehicul electric cu celulă nanoflux. În interiorul robinetului nano (celula de flux reală), o soluție de electrolit încărcată pozitiv și una negativ este pompată prin membrana celulei. Reacția – schimbul de ioni – are loc între soluțiile electrolitice încărcate pozitiv și negativ. Astfel, energia chimică conținută în bi-ioni este eliberată sub formă de electricitate, care este apoi folosită pentru a antrena motoare electrice. Acest lucru se întâmplă atâta timp cât electroliții sunt pompați prin membrană și reacționează. În cazul drive-ului QUANTiNO nanoflowcell, un rezervor de electrolit este suficient pentru peste 1000 de kilometri. După golire, rezervorul trebuie completat.

Ce „deșeuri” sunt generate de un vehicul electric cu nanoflux? Într-un vehicul convențional cu motor cu ardere internă, arderea combustibililor fosili (benzină sau motorină) produce gaze de eșapament periculoase - în principal dioxid de carbon, oxizi de azot și dioxid de sulf - care au fost identificate de mulți cercetători ca fiind o cauză a schimbărilor climatice. Schimbare. Cu toate acestea, singurele emisii de la un vehicul nanoFlowcell în timpul conducerii sunt - aproape ca un vehicul cu hidrogen - alcătuite aproape în întregime din apă.

După ce schimbul de ioni a avut loc în nanocelulă, compoziția chimică a soluției de electrolit bi-ION a rămas practic neschimbată. Nu mai este reactiv și astfel este considerat „cheltuit” deoarece nu poate fi reîncărcat. Prin urmare, pentru aplicațiile mobile ale tehnologiei nanoFlowcell, cum ar fi vehiculele electrice, a fost luată decizia de a se evapora microscopic și a elibera electrolitul dizolvat în timp ce vehiculul este în mișcare. Peste 80 km/h, recipientul pentru deșeuri electrolitice este golit prin duze de pulverizare extrem de fine, folosind un generator acţionat de energie de antrenare. Electroliții și sărurile sunt filtrate mecanic în prealabil. Eliberarea de apă purificată în prezent sub formă de vapori de apă rece (ceață microfină) este pe deplin compatibilă cu mediul înconjurător. Filtrul se schimbă cu aproximativ 10 g.

Avantajul acestei soluții tehnice este că rezervorul vehiculului este golit în timpul conducerii normale și poate fi umplut ușor și rapid fără a fi nevoie de pompare.

O soluție alternativă, care este ceva mai complexă, este să colectezi soluția de electrolit uzată într-un rezervor separat și să o trimiți spre reciclare. Această soluție este concepută pentru astfel de aplicații staționare nanoFlowcell.

Cu toate acestea, mulți critici sugerează acum că tipul de vapori de apă, care este eliberat în timpul conversiei hidrogenului în celulele de combustie sau ca urmare a evaporării lichidului electrolitic în cazul nano-eliminării, este teoretic un gaz cu efect de seră care ar putea avea un impact asupra schimbărilor climatice. Cum apar aceste zvonuri?

Ne uităm la emisiile de vapori de apă din punct de vedere al relevanței lor pentru mediu și ne întrebăm cât de mult mai mulți vapori de apă pot fi așteptați de la utilizarea pe scară largă a vehiculelor cu celule nanoflux în comparație cu tehnologiile tradiționale de propulsie și dacă aceste emisii de H 2 O ar putea avea un impact negativ asupra mediului.

Cele mai importante gaze naturale cu efect de seră - alături de CH 4, O 3 și N 2 O - sunt vaporii de apă și CO 2. Dioxidul de carbon și vaporii de apă sunt incredibil de importanți în menținerea climei globale. Radiația solară care ajunge pe pământ este absorbită și încălzește pământul, care la rândul său radiază căldură în atmosferă. Cu toate acestea, cea mai mare parte din această căldură radiată este evacuată înapoi în spațiu din atmosfera pământului. Dioxidul de carbon și vaporii de apă au proprietățile gazelor cu efect de seră, formând un „strat protector” care împiedică toată căldura radiată să scape înapoi în spațiu. Într-un context natural, acest efect de seră este esențial pentru supraviețuirea noastră pe Pământ - fără dioxid de carbon și vapori de apă, atmosfera Pământului ar fi ostilă vieții.

Efectul de seră devine problematic doar atunci când intervenția umană imprevizibilă perturbă ciclul natural. Atunci când, pe lângă gazele naturale cu efect de seră, oamenii provoacă concentrații mai mari de gaze cu efect de seră în atmosferă prin arderea combustibililor fosili, aceasta crește încălzirea atmosferei terestre.

Fiind parte a biosferei, oamenii afectează inevitabil mediul și, prin urmare, sistemul climatic, prin însăși existența lor. Creșterea constantă a populației Pământului după epoca de piatră și crearea de așezări în urmă cu câteva mii de ani, asociată cu trecerea de la viața nomade la agricultură și creșterea animalelor, a influențat deja clima. Aproape jumătate din pădurile și pădurile originale ale lumii au fost defrișate în scopuri agricole. Pădurile sunt – alături de oceane – un producător major de vapori de apă.

Vaporii de apă sunt principalul absorbant al radiațiilor termice din atmosferă. Vaporii de apă reprezintă în medie 0,3% din masa atmosferei, dioxidul de carbon - doar 0,038%, ceea ce înseamnă că vaporii de apă reprezintă 80% din masa gazelor cu efect de seră din atmosferă (aproximativ 90% din volum) și, ținând cont de la 36 la 66% Este cel mai important gaz cu efect de seră pentru existența noastră pe pământ.

Tabelul 3: Ponderea atmosferică a celor mai importante gaze cu efect de seră, precum și ponderea absolută și relativă a creșterii temperaturii (Zittel)