Cine a inventat motorul cu aburi - când a fost inventat? Invenția motorului cu aburi.

Interesul pentru vaporii de apă ca sursă accesibilă de energie a apărut odată cu primele cunoștințe științifice ale anticilor. Oamenii au încercat să îmblânzească această energie de trei milenii. Care sunt etapele principale ale acestei căi? A cui reflecții și proiecte au învățat omenirea să obțină beneficiul maxim din aceasta?

Condiții preliminare pentru apariția motoarelor cu aburi

Nevoia de mecanisme care să poată facilita procesele intensive în muncă a existat întotdeauna. Până la jumătatea secolului al XVIII-lea, mori de vânt și roți de apă erau folosite în acest scop. Posibilitatea utilizării energiei eoliene depinde în mod direct de capriciile vremii. Și pentru a folosi roțile de apă, fabricile trebuiau construite de-a lungul malurilor râului, ceea ce nu este întotdeauna convenabil și oportun. Și eficiența ambelor a fost extrem de scăzută. Necesar în esență motor nou, ușor de gestionat și lipsit de aceste neajunsuri.

Istoria invenției și îmbunătățirii motoarelor cu abur

Creare motor cu aburi- rezultatul unei lungi deliberări, succesul și eșecul speranțelor multor oameni de știință.

Începutul drumului

Primele proiecte unice au fost doar curiozități interesante. De exemplu, Arhimede a proiectat un tun cu aburi, Stârcul Alexandriei a folosit energia aburului pentru a deschide ușile templelor antice. Iar cercetătorii găsesc note despre utilizarea practică a energiei aburului pentru activarea altor mecanisme în lucru Leonardo da Vinci.

Să luăm în considerare cele mai semnificative proiecte pe această temă.

În secolul al XVI-lea, inginerul arab Tagi al-Din a dezvoltat un proiect pentru o turbină cu aburi primitivă. dar aplicație practică datorită împrăștierii puternice a jetului de abur furnizat lamelor roții turbinei, acesta nu l-a primit.

Treceți rapid la Franța medievală. Fizicianul și talentatul inventator Denis Papin, după multe proiecte nereușite, se oprește la următorul design: un cilindru vertical a fost umplut cu apă, peste care a fost instalat un piston.

Cilindrul a fost încălzit, apa a fiert și s-a evaporat. Aburul în expansiune a ridicat pistonul. A fost fixat în punctul de vârf ridicați-vă și așteptați ca cilindrul să se răcească și să se condenseze aburul. După condensarea aburului în cilindru, s-a format un vid. Pistonul, eliberat de prindere, a fost aruncat în vid sub influența presiunii atmosferice. Această cădere a pistonului ar fi trebuit să fie folosită ca cursă de lucru.

Deci, cursa utilă a pistonului a fost cauzată de formarea unui vid datorită condensării aburului și a presiunii externe (atmosferice).

Pentru că motorul cu abur Papen la fel ca majoritatea proiectelor ulterioare au fost denumite mașini cu abur-atmosferă.

Acest design a avut un foarte dezavantaj semnificativ - repetabilitatea ciclului nu a fost furnizată. Denis vine cu ideea de a obține abur nu într-un cilindru, ci separat într-un cazan cu abur.

Denis Papin a intrat în istoria creării motoarelor cu abur ca inventator al unui foarte detaliu important- fierbător cu aburi.

Și de când au început să primească abur în afara cilindrului, motorul în sine a trecut în categoria motoarelor combustie externă... Dar din cauza lipsei unui mecanism de distribuție care să asigure operatiune delicata, aceste proiecte nu au găsit aproape nicio aplicație practică.

O nouă piatră de hotar în dezvoltarea motoarelor cu abur

De aproximativ 50 de ani, a fost folosit pentru pomparea apei în minele de cărbune pompa de abur a lui Thomas Newcomen. A repetat în mare măsură modelele anterioare, dar conținea inovații foarte importante - o țeavă pentru îndepărtarea aburului condensat și o supapă de siguranță pentru eliberarea excesului de abur.

Dezavantajul său semnificativ era că cilindrul trebuia încălzit înainte de injectarea aburului, apoi răcit înainte de condens. Dar cererea pentru astfel de motoare a fost atât de mare încât, în ciuda ineficienței lor evidente, ultimele copii ale acestor mașini au servit până în 1930.

În 1765 mecanic englez James Watt, preluarea îmbunătățirii mașinii Newcomen, a separat condensatorul de cilindru de abur.

Acum este posibil să mențineți cilindrul încălzit constant. Eficiența mașinii a crescut imediat. În anii următori, Watt și-a îmbunătățit semnificativ modelul, echipându-l cu un dispozitiv pentru alimentarea cu abur dintr-o parte sau cealaltă.

A devenit posibilă utilizarea acestei mașini nu numai ca pompă, ci și pentru conducerea diferitelor mașini-unelte. Watt a primit un brevet pentru invenția sa - un motor continuu cu aburi. Începe producția în masă a acestor mașini.

La începutul secolului al XIX-lea, în Anglia erau în funcțiune mai mult de 320 de motoare cu aburi. Alții au început să le cumpere. tari europene... Acest lucru a contribuit la o creștere semnificativă a producției industriale în multe sectoare atât ale Angliei, cât și din țările vecine.

Douăzeci de ani mai devreme, Watt, în Rusia, un mecanic din Altai, Ivan Ivanovici Polzunov, a lucrat la un proiect de mașină cu aburi.

Sefii fabricii i-au cerut sa construiasca o unitate care sa actioneze suflanta cuptorului de topire.

Mașina pe care a construit-o era cu două cilindri și a fost furnizată acțiune continuă dispozitivul conectat la acesta.

După ce a funcționat cu succes mai mult de o lună și jumătate, centrala a început să se scurgă. În acel moment, Polzunov însuși nu mai era în viață. Nu au reparat mașina. Și minunata creație a unui singur inventator rus a fost uitată.

Datorită întârzierii Rusiei la acea vreme lumea a aflat despre invenția lui II Polzunov cu o mare întârziere ...

Deci, pentru a acționa un motor cu abur, este necesar ca aburul generat de cazanul cu abur, în expansiune, să apese pe piston sau pe palele turbinei. Și apoi mișcarea lor a fost transferată către alte părți mecanice.

Utilizarea motoarelor cu aburi în transport

În ciuda faptului că eficiența mașinilor cu aburi de atunci nu depășea 5%, până la sfârșitul secolului al XVIII-lea au început să fie utilizate în mod activ în agricultură si la transport:

• în Franța apare o mașină cu motor cu aburi;
• în Statele Unite, un vapor cu aburi începe să circule între orașele Philadelphia și Burlington;
• o locomotivă feroviară cu abur a fost demonstrată în Anglia;
• un ţăran rus din provincia Saratov a brevetat tractor pe şenile cu o capacitate de 20 litri. cu.;
• s-au făcut mai multe încercări de a construi un avion cu un motor cu aburi, dar, din păcate, putere redusă aceste unități la greutate mare aeronavele au făcut aceste încercări nereușite.

Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, motoarele cu abur au jucat un rol în progres tehnologic societate, dați loc motoarelor electrice.

Dispozitive Steam în secolul 21

Odată cu apariția noilor surse de energie în secolele XX și XXI, apare din nou nevoia de utilizare a energiei cu abur. Turbinele cu abur devin o parte integrantă a centralelor nucleare. Aburul care le alimentează este obținut din combustibilul nuclear.

Aceste turbine sunt utilizate pe scară largă și în centralele termice în condensare.

În mai multe țări, se efectuează experimente pentru a obține abur din energia solară.

Nici motoarele cu abur alternative nu au fost uitate. În munți ca o locomotivă se mai folosesc locomotive cu aburi.

Acești lucrători de încredere sunt atât mai siguri, cât și mai ieftini. Nu au nevoie de linii electrice, iar combustibilul - lemnul și cărbunele ieftin sunt întotdeauna la îndemână.

Tehnologiile moderne permit captarea a până la 95% din emisiile atmosferice și creșterea eficienței până la 21%, astfel încât oamenii au decis să nu se despartă de ele pentru moment și lucrează la o nouă generație de locomotive cu aburi.

Dacă acest mesaj îți este util, este bine să te văd.

Posibilitățile de utilizare a energiei cu abur erau cunoscute la începutul erei noastre. Acest lucru este confirmat de un dispozitiv numit eolipilul lui Geron, creat de mecanicul grec antic Heron din Alexandria. O invenție antică poate fi atribuită unei turbine cu aburi, a cărei bilă se rotea datorită puterii jeturilor de vapori de apă.

A devenit posibilă adaptarea aburului la motoarele care funcționează în secolul al XVII-lea. Ei nu au folosit o astfel de invenție pentru mult timp, dar a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea omenirii. În plus, istoria invenției motoarelor cu aburi este foarte fascinantă.

Concept

Motorul cu abur este format din motor termic arderea externă, care din energia vaporilor de apă creează mișcare mecanică piston, iar acesta, la rândul său, rotește arborele. Puterea unui motor cu abur este de obicei măsurată în wați.

Istoria inventiei

Istoria invenției mașinilor cu aburi este asociată cu cunoașterea civilizației antice grecești. Perioadă lungă de timp nimeni nu a folosit operele acestei epoci. În secolul al XVI-lea, s-a încercat crearea unei turbine cu abur. Fizicianul și inginerul turc Takiyuddin ash-Shami a lucrat la acest lucru în Egipt.

Interesul pentru această problemă a reapărut în secolul al XVII-lea. În 1629, Giovanni Branca a propus propria sa versiune a turbinei cu abur. Cu toate acestea, invențiile au pierdut multă energie. Dezvoltările ulterioare au necesitat condiții economice adecvate care ar apărea ulterior.

Denis Papin este considerat a fi primul care a inventat motorul cu abur. Invenția a fost un cilindru cu un piston care se ridică din cauza aburului și coboară ca urmare a îngroșării sale. Dispozitivele lui Severy și Newcomen (1705) aveau același principiu de funcționare. Echipamentul a fost folosit pentru a pompa apa din lucrările miniere.

Dispozitivul a fost în cele din urmă îmbunătățit de Watt în 1769.

Invențiile lui Denis Papin

Denis Papin a fost medic de pregătire. Născut în Franța, s-a mutat în Anglia în 1675. Este cunoscut pentru multe dintre invențiile sale. Unul dintre ele este o oală sub presiune numită Cazanul Papen.

El a reușit să identifice relația dintre două fenomene, și anume punctul de fierbere al lichidului (apa) și presiunea care apare. Datorită acestui fapt, a creat un cazan etanș, în interiorul căruia a crescut presiunea, din cauza căruia apa a fiert mai târziu decât de obicei, iar temperatura de procesare a produselor introduse în ea a crescut. Astfel, viteza de gătit a fost mărită.

În 1674, un inventator medical a creat un motor cu pulbere. Munca sa a constat în faptul că, atunci când praful de pușcă s-a aprins, pistonul s-a deplasat în cilindru. Un vid slab s-a format în cilindru, iar presiunea atmosferică a readus pistonul la locul său. Elementele gazoase rezultate au ieșit prin supapă, iar cele rămase au fost răcite.

Până în 1698, Papen a reușit să creeze o unitate bazată pe același principiu, care funcționează nu pe praf de pușcă, ci pe apă. Astfel, a fost creat primul motor cu aburi. În ciuda progresului semnificativ la care ar putea duce ideea, aceasta nu a adus beneficii semnificative inventatorului său. Acest lucru s-a datorat faptului că mai devreme un alt mecanic, Severy, patentase deja pompa de abur și până atunci nu inventaseră încă o altă aplicație pentru astfel de unități.

Denis Papin a murit la Londra în 1714. În ciuda faptului că prima mașină cu aburi a fost inventată de el, a lăsat această lume în nevoie și singurătate.

Invențiile lui Thomas Newcomen

Englezul Newcomen s-a dovedit a avea mai mult succes în ceea ce privește dividendele. Când Papen și-a creat mașina, Thomas avea 35 de ani. A studiat cu atenție opera lui Savery și Papen și a reușit să înțeleagă neajunsurile ambelor modele. Din acestea a luat toate cele mai bune idei.

Până în 1712, în colaborare cu stăpânul și maestrul sanitar John Callie, a creat primul său model. Așa a continuat istoria invenției mașinilor cu aburi.

Modelul creat poate fi explicat pe scurt după cum urmează:

• Designul a combinat un cilindru vertical și un piston, ca cel al lui Papen.
• Aburul a fost creat într-un cazan separat, care a funcționat pe principiul mașinii Savery.
• Etanșeitatea în cilindrul de abur a fost realizată datorită pielii, care a fost înfășurată în jurul pistonului.

Unitatea Newcomen a ridicat apa din mine folosind presiunea atmosferică. Mașina sa remarcat prin dimensiunile sale solide și a necesitat o cantitate mare de cărbune pentru a funcționa. În ciuda acestor neajunsuri, modelul lui Newcomen a fost folosit în mine timp de o jumătate de secol. A permis chiar redeschiderea minelor care fuseseră abandonate din cauza inundațiilor de către apele subterane.

În 1722, creația lui Newcomen și-a dovedit eficacitatea, pompând apă dintr-o navă din Kronstadt în doar două săptămâni. Un sistem de mori de vânt ar putea face acest lucru într-un an.

Datorită faptului că mașina se baza pe versiuni timpurii, mecanicul englez nu a putut obține un brevet pentru ea. Designerii au încercat să aplice invenția la mișcarea vehiculului, dar nu au reușit. Istoria invenției motoarelor cu abur nu s-a încheiat aici.

Invenția lui Watt

Primul echipament inventat Dimensiune compactă dar suficient de puternic, James Watt. Motorul cu aburi a fost primul de acest gen. Un mecanic de la Universitatea din Glasgow a început să repare generatorul de abur al lui Newcomen în 1763. În urma renovării, el și-a dat seama cum să reducă consumul de combustibil. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se mențină cilindrul într-o stare încălzită constant. Cu toate acestea, motorul cu aburi al lui Watt nu a putut fi gata până când nu s-a rezolvat problema condensului cu abur.

Soluția a venit atunci când un mecanic a trecut pe lângă spălătorii și a observat că nori de abur ieșeau de sub capacele cazanului. Și-a dat seama că aburul este un gaz și trebuie să se deplaseze într-un cilindru cu presiune redusă.

Sigilând interiorul cilindrului de abur cu frânghie de cânepă îmbibat cu ulei, Watt a reușit să renunțe la presiunea atmosferică. Acesta a fost un mare pas înainte.

În 1769, un mecanic a primit un brevet, care spunea că temperatura motorului într-o mașină cu abur va fi întotdeauna egală cu temperatura aburului. Cu toate acestea, lucrurile pentru nefericitul inventator nu mergeau atât de bine cum se aștepta. A fost obligat să ipotecheze un brevet pentru datorii.

În 1772 l-a cunoscut pe Matthew Bolton, care era un industrial bogat. El i-a cumpărat și i-a returnat lui Watt brevetele. Inventatorul s-a întors la muncă, sprijinit de Bolton. În 1773, motorul cu abur al lui Watt a trecut un test și a arătat că consumă mult mai puțin cărbune decât omologii săi. Un an mai târziu, producția de mașini a început în Anglia.

În 1781, inventatorul a reușit să breveteze următoarea sa creație - un motor cu abur pentru conducerea mașinilor-unelte industriale. După un timp, toate aceste tehnologii vor face posibilă deplasarea trenurilor și a vaporilor cu ajutorul aburului. Acest lucru va revoluționa complet viața unei persoane.

Unul dintre oamenii care a schimbat viața multora a fost James Watt, al cărui motor cu abur a accelerat progresul tehnologic.

Invenția lui Polzunov

Proiectul primului motor cu abur care ar putea antrena o varietate de mecanisme de lucru a fost creat în 1763. A fost dezvoltat de mecanicul rus I. Polzunov, care a lucrat la uzinele miniere din Altai.

Șeful fabricilor a fost familiarizat cu proiectul și a primit aprobarea pentru crearea dispozitivului de la Sankt Petersburg. Motorul cu aburi Polzunov a fost recunoscut, iar lucrările la crearea acestuia au fost încredințate autorului proiectului. Acesta din urmă a dorit să asambleze mai întâi modelul în miniatură pentru a identifica și elimina eventualele neajunsuri care nu sunt vizibile pe hârtie. Cu toate acestea, i s-a ordonat să înceapă să construiască o mașină mare și puternică.

Polzunov a primit asistenți, dintre care doi erau înclinați spre mecanică, iar doi urmau să efectueze lucrări auxiliare. A fost nevoie de un an și nouă luni pentru a construi motorul cu abur. Când motorul cu abur al lui Polzunov era aproape gata, s-a îmbolnăvit de consum. Creatorul a murit cu câteva zile înainte de primele teste.

Toate acțiunile din mașină au avut loc automat, putând funcționa continuu. Acest lucru a fost dovedit în 1766, când studenții lui Polzunov au dirijat teste recente... O lună mai târziu, echipamentul a fost pus în funcțiune.

Mașina nu a plătit doar pentru banii cheltuiți, ci a făcut și profit pentru proprietarii săi. În toamnă, centrala a început să curgă, iar lucrările s-au oprit. Unitatea a putut fi reparată, dar acest lucru nu i-a interesat pe șefii fabricii. Mașina a fost abandonată, iar un deceniu mai târziu a fost demontată ca inutilă.

Principiul de funcționare

Este necesar un cazan de abur pentru a funcționa întregul sistem. Aburul generat se extinde și apasă pe piston, rezultând mișcarea pieselor mecanice.

Principiul de funcționare este cel mai bine explorat folosind ilustrația de mai jos.

Dacă nu vopsiți detaliile, atunci lucrarea motorului cu aburi este de a converti energia aburului în mișcarea mecanică a pistonului.

Eficienţă

Eficiența unei mașini cu abur este determinată de raportul dintre lucrul mecanic util în raport cu cantitatea de căldură consumată conținută în combustibil. Calculul nu ia în considerare energia care este eliberată în mediu inconjurator ca căldură.

Eficiența unui motor cu abur este măsurată ca procent. Eficiența practică va fi de 1-8%. În prezența unui condensator și a extinderii căii de curgere, indicatorul poate crește până la 25%.

Avantaje

Principalul avantaj al echipamentelor cu abur este că centrala poate folosi ca combustibil orice sursă de căldură, atât cărbune, cât și uraniu. Acest lucru îl diferențiază semnificativ de motor. combustie interna... În funcție de tipul acestuia din urmă, un anumit fel combustibil.

Istoria invenției mașinilor cu aburi a arătat avantaje care sunt vizibile chiar și astăzi, deoarece energia nucleară poate fi utilizată pentru un analog cu abur. În sine, un reactor nuclear nu își poate transforma energia în munca mecanica, dar este capabil să genereze o cantitate mare de căldură. Apoi este folosit pentru a genera abur, care va pune mașina în mișcare. Energia solară poate fi utilizată în același mod.

Locomotivele cu abur funcționează bine la altitudini mari. Eficiența lor nu suferă de presiunea atmosferică scăzută în munți. Locomotivele cu aburi sunt încă folosite în munții din America Latină.

În Austria și Elveția se folosesc versiuni noi de locomotive cu abur uscat. Acestea arată o eficiență ridicată datorită multor îmbunătățiri. Acestea nu sunt solicitante în ceea ce privește întreținerea și consumă fracțiuni ușoare de ulei drept combustibil. În ceea ce privește indicatorii economici, aceștia sunt comparabili cu locomotivele electrice moderne. În același timp, locomotivele cu abur sunt mult mai ușoare decât omologii lor diesel și electric. Acesta este un mare avantaj pe teren montan.

dezavantaje

Dezavantajele includ, în primul rând, eficiența scăzută. La aceasta ar trebui adăugată volumul de structură și viteza redusă. Acest lucru a devenit deosebit de vizibil după apariția motorului cu ardere internă.

Cerere

Cine a inventat motorul cu abur este deja cunoscut. Rămâne să aflăm unde au fost folosite. Până la mijlocul secolului al XX-lea, motoarele cu abur erau folosite în industrie. Au fost folosite și pentru transportul feroviar și cu abur.

Fabrici care au acționat motoarele cu aburi:

• zahăr;
• cutii de chibrituri;
• fabrici de hârtie;
• textile;
• întreprinderile alimentare (în unele cazuri).

Turbinele cu abur fac, de asemenea, parte din acest echipament. Generatoarele de electricitate lucrează în continuare cu ajutorul lor. Aproximativ 80% din electricitatea lumii este generată folosind turbine cu abur.

La timp au fost create tipuri diferite transport alimentat de un motor cu abur. Unii nu s-au înrădăcinat din cauza unor probleme nerezolvate, în timp ce alții continuă să lucreze astăzi.

Transport cu abur:

• auto;
• tractor;
• excavator;
• avion;
• locomotivă;
• navă;
• tractor.

Aceasta este istoria inventării motoarelor cu abur. Puteți lua în considerare pe scurt bun exemplu O mașină de curse Serpolle, creat în 1902. A stabilit un record mondial de viteză de 120 de kilometri pe oră pe uscat. De aceea mașinile cu abur erau competitive în raport cu omologii electrici și pe benzină.

Deci, în SUA, în 1900, majoritatea motoarelor cu abur au fost produse. S-au întâlnit pe drumuri până în anii treizeci ai secolului XX.

Majoritatea acestor vehicule au devenit nepopulare după apariția motorului cu ardere internă, a cărui eficiență este mult mai mare. Astfel de mașini erau mai economice, în timp ce ușoare și rapide.

Steampunkul ca o tendință în era mașinilor cu aburi

Vorbind despre motoare cu aburi, Aș dori să menționez direcția populară - steampunk. Termenul este format din doi cuvinte englezești- „abur” și „protest”. Steampunk este un fel de science fiction care spune povestea celei de-a doua jumătăți a secolului al XIX-lea în Anglia victoriană. Această perioadă din istorie este adesea denumită Era Steam.

Toate lucrările au una trăsătură distinctivă- povestesc despre viața celei de-a doua jumătăți a secolului al XIX-lea, stilul narațiunii amintește de romanul lui H.G. Wells „Mașina timpului”. Terenurile descriu peisaje urbane, clădiri publice, tehnologie. Un loc special este acordat dirijabilelor, mașini de epocă, invenții bizare. Toate piesele metalice au fost fixate cu nituri, deoarece sudarea nu a fost încă utilizată.

Termenul „steampunk” a apărut în 1987. Popularitatea sa este asociată cu apariția romanului " Difference Engine". A fost scrisă în 1990 de William Gibson și Bruce Sterling.

V începutul XXI secolului, mai multe filme celebre au fost lansate în această direcție:

• "Mașina timpului";
• Liga Domnilor extraordinari;
• "Van Helsing".

Precursorii steampunk-ului includ lucrările lui Jules Verne și Grigory Adamov. Interesul pentru acest domeniu se manifestă din când în când în toate sferele vieții - de la cinematograf la haine de zi cu zi.

Exact acum 245 de ani - 5 ianuarie 1769 - James Watt a primit un brevet pentru motorul cu aburi inventat de el. Nu există niciun motiv să ne amintim de istoria creației mașinii cu aburi din cele mai vechi timpuri?

De fapt, brevetul în sine și proprietarul său -

Istoria creării mașinii cu abur începe cu faptul că prima descriere a dispozitivului, care a fost pus în mișcare cu ajutorul aburului, datează din secolul I și aparține lui Heron din Alexandria.

Aburul, ieșind tangențial din duzele care au fost fixate pe minge, și l-au forțat să se rotească.

Prezentul turbină cu abur a fost proiectat deja în Egiptul medieval de un inginer din secolul al XVI-lea, astronomul și filozoful Arab Taqi ad-Din Muhammad. Istoria creării mașinii cu aburi a continuat. El a inventat tehnica rotirii frigaruiului folosind abur. A fost îndreptată către lamele fixate pe janta roții.

a sugerat inginerul italian Giovanni Branca mașină similarăîn 1629. A fost conceput pentru a roti un dispozitiv de ancorare cilindric în stupe, care la rândul său a ridicat și a coborât o pereche de pestos în stupe. În astfel de motoare cu aburi, debitul de abur nu a fost concentrat și acest lucru a dus la pierderi mari de energie, deoarece o parte semnificativă a energiei cu abur a fost disipată în toate direcțiile.

Pentru dezvoltare ulterioară Istoria creării motorului cu abur - dispozitivul cu abur - a avut nevoie de un mediu economic în care dezvoltatorii motorului să poată folosi rezultatul acestuia. Dar în epoca antică, ca și în Evul Mediu și chiar în Renaștere, nu existau astfel de condiții. Și numai până la sfârșitul secolului al XVII-lea, au fost create unități de abur, dar până la curiozități unice. Prima mașină a fost creată de inventatorul spaniol Jeronimo Ayans de Beaumont. Invențiile sale au avut un impact semnificativ asupra brevetului lui T. Severi.

Englezul Edward Somerset din 1655 a descris principiul de bază al funcționării motoarelor cu aburi și gama lor de aplicații. În 1663, a tipărit o schiță, iar la Castelul Raglan a instalat un dispozitiv pentru ridicarea apei pe peretele unui turn mare. Acest aparat a fost antrenat cu abur (chiar și în secolul al XIX-lea se vedeau adânciturile din peretele unde era amplasat motorul). Dar nu au existat oameni dispuși să riște bani de dragul acestei invenții și, prin urmare, dezvoltare ulterioară motorul cu abur s-a dovedit imposibil. Fizicianul și inventatorul francez Denis Papin a contribuit și el la istoria mașinii cu abur - a lucrat la crearea unui vid și a unui cilindru închis.

Colaborând cu fizicianul olandez Huygens, el a lucrat în anii 1670 la o mașină care ar forța aerul din cilindru printr-o explozie.

Papen a văzut incompletitudinea vidului obținut în timpul exploziei, prin urmare, după ce a ajuns în Marea Britanie în 1680, a dezvoltat același cilindru, dar cu ajutorul apei clocotite care a format condens în cilindru, a realizat un vid mai complet.

Așadar, cu această unitate, a reușit, folosind o frânghie aruncată peste un scripete, să ridice sarcina atașată pistonului. Dar mașina a funcționat doar pentru a-și demonstra capacitățile, iar pentru a relua a trebuit să fie complet dezasamblată și apoi reasamblată de la început. Apoi, inventatorul a realizat că, pentru a automatiza ciclul, a fost necesar să se producă abur într-un cazan separat. Datorită acestui fapt, Papen este considerat inventatorul cazanului cu abur și astfel a deschis calea pentru motorul cu aburi Newcomen.

Dar nu a sugerat construcție completă un motor cu aburi funcțional. Papen a adus o contribuție uriașă la istoria creării motorului cu abur, lucrând la proiectarea unei bărci care a fost propulsată de o roată cu putere reactivă în combinație cu invențiile lui Severi și Taqi ad-Din. El este, de asemenea, creditat cu inventarea altora dispozitive importante, una dintre ele este o supapă de siguranță.

Dintre toate dispozitivele descrise pentru rezolvarea sarcinilor necesare și utile, nici unul nu a găsit aplicația reală. Prima mașină cu aburi (din istoria creării unei mașini cu aburi), care a adus beneficii reale, a fost dezvoltată de un inginer militar din Anglia Thomas Severi în 1698. Acest design este o „instalație de incendiu”. În 1698, Severi a primit un brevet pentru el. În general, a fost Pompă cu piston dar mai degrabă ineficient, deoarece căldura aburului s-a pierdut în timpul răcirii recipientului. Din cauza presiune ridicata conductele de abur și containerele motorului explodau uneori, așa că în funcționare era extrem de periculos. Această unitate a fost folosită în alte industrii, în mori de apă pentru a roti roțile, iar în mine a fost folosită pentru a pompa apa. Prin urmare, inventatorul a dat construcției un alt nume „prieten al minerului”.

În 1712, un fierar englez și-a prezentat invenția - „motorul atmosferic”.

A fost un model îmbunătățit al motorului cu abur Severi, doar Newcomen din el a redus semnificativ capul de abur de lucru. Pentru prima dată, acest motor a fost folosit pentru a pompa fluid dintr-o mină adâncă. În această pompă, balansierul este conectat la forța care coboară în camera pompei în arbore. Mișcările de împingere alternativă au fost transferate la pistonul pompei, care a furnizat apă către vârf. Acest motor cu aburi Newcomen a devenit primul motor din istoria creării unui motor cu abur, care a fost utilizat pe scară largă în practică. Odată cu invenția acestui motor se asociază începutul revoluției industriale din Marea Britanie.

În 1763, primul motor cu abur cu două cilindri cu vid a fost dezvoltat în Rusia.

A fost proiectat de mecanicul I.I. Polzunov și deja în 1764 a fost construit.

A fost aplicat la fabricile Barnaul Kolyvano-Voskresensk pentru a aduce conditii de lucru suflând blănuri.

Următorii care au sporit eficiența mașinilor cu aburi și au adus o contribuție uriașă la istoria creării mașinii cu abur au fost englezul Richard Trevithick și americanul Oliver Evans. Trevithick a construit un singur bar motoare industriale presiune ridicata.

Ele sunt cunoscute de mulți drept „motoarele din Cornish”. Al lor presiunea de lucru a fost de 50 psi, sau 345 kPa (3,405 atmosfere). Dar creșterea presiunii a dus la o creștere a pericolului de explozie în cazane și mașini, iar acest lucru a dus la rândul său la accidente multiple. Prin urmare, o supapă de siguranță a fost considerată una dintre părțile principale ale motoarelor cu abur. Scopul său este de a elibera presiunea în exces. Sigur și muncă de încredere Aceste unități au început cu acumularea de experiență și în urma standardizării operațiunilor de construcție, exploatare și întreținere.

Istoria dezvoltării motorului cu abur este descrisă suficient de detaliat în acest articol. Există, de asemenea, cele mai renumite soluții și invenții ale timpurilor din 1672-1891.

Primele evoluții.

Să începem cu faptul că încă din secolul al XVII-lea aburul a început să fie considerat un mijloc de conducere, au efectuat tot felul de experimente cu el și abia în 1643 a fost descoperit de evanghelistul Torricelli acțiune forțată presiunea aburului. Christian Huygens, 47 de ani mai târziu, l-a proiectat pe primul mașină electrică condus de explozia de praf de pușcă din cilindru. Acesta a fost primul prototip al unui motor cu ardere internă. Mașina de admisie a apei starețului 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 aburi, cunoscut și sub numele de cazan cu abur.

Constă 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 s-a așezat un cuptor, care a servit simultan ca boiler; când pistonul este înăuntru poziția superioară cuptorul a fost tras înapoi pentru a facilita răcirea.

Mai târziu, doi englezi, Thomas Newcomen și Cowley - unul fierar, celălalt geamier - au îmbunătățit sistemul separând cazanul și cilindrul și adăugând un rezervor cu apă rece... Acest sistem a funcționat cu supape sau robinete, unul pentru abur și unul pentru apă, care au fost deschise și închise pe rând. Apoi, englezul Bayton a reconstruit controlul supapei într-unul cu adevărat de cursă.

Utilizarea motoarelor cu abur în practică.

Mașina Newcomen a devenit în curând cunoscută peste tot și, în special, a fost îmbunătățită de sistemul dezvoltat de James Watt în 1765 dublă acțiune... Acum Motor cu aburi s-a dovedit a fi suficient de complet pentru a fi utilizat în vehicule, deși datorită dimensiunii sale a fost mai potrivit pentru instalațiile staționare. Watt și-a oferit invențiile industriei; a construit și utilaje pentru fabricile de 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 la viteza medie 3,5 și maxim - 9,5 km / h. Prima încercare a fost urmată de o a doua - a apărut un vehicul pentru transportul armelor. A fost testat, desigur, de militari, dar din cauza imposibilității de funcționare pe termen lung (ciclu continuu de lucru mașină nouă 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 Murdock și William Symington, vehiculul feroviar al lui Richard Travisick a fost construit pentru mina de cărbune din Welsh. Un inventator activ a venit pe lume: din minele subterane a urcat pe pământ și în 1802 a prezentat omenirii un puternic o mașină, atingând o viteză de 15 km / h pe teren plan și 6 km / h în creștere.

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

În 1825 Sir Goldsworth Garney a organizat prima linia pasagerilor... 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. Au ajuns vehicule similare cea mai înaltă 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 „reale”. În ciuda viteza mare randamentul motoarelor cu aburi era foarte mic. Bolle a fost cel care a brevetat primul puț sistem de operare direcție, el a așezat atât de bine elementele de control și control, încât putem vedea și astăzi pe tabloul de 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 vehicule ușoare, precum Rapide în 1881 cu o viteză de 60 km/h, Nouvelle în 1873, care avea o axă față cu suspendare independentă roți, Leon Chevrolet, între 1887 și 1907, a lansat mai multe mașini 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 și Levassor în utilizarea benzinei a condus, totuși, 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 și Chevroletși-a refăcut producția. Mașinile cu abur dispăreau din 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

Primul motor cu abur cu două cilindri din Rusia a fost proiectat de mecanicul I.I. Polzunov în 1763 și construit în 1764 în Barnaul. James Watt, care a fost membru al comisiei de acceptare a invenției lui Polzunov, în aprilie 1784 la Londra a primit un brevet pentru o mașină cu abur și este considerat inventatorul acesteia!

Polzunov, Ivan Ivanovici

- un mecanic care a amenajat primul motor cu abur din Rusia; fiul unui soldat al companiilor montane din Ekaterinburg, a intrat în școala de aritmetică din Ekaterinburg în vârstă de zece ani, unde a absolvit cursul cu gradul de student la mecanică. Printre câțiva tineri, Polzunov a fost trimis la Barnaul la fabricile de minerit de stat, unde în 1763 era shikhtmeister. Fiind angajat în construcția de mașini cu motoare cu apă folosite la topitoriile și minele, Polzunov a atras atenția asupra dificultății de a aranja astfel de mașini în zone îndepărtate de râuri și s-a stabilit pe ideea utilizării aburului ca motor. Există unele dovezi care sugerează că acest gând nu a apărut în mintea lui în mod independent, ci sub influența cărții lui Schlatter: „Comprehensive Instructions for Ore Business” (Sankt. Petersburg, 1760), în al zecelea capitol a cărui primă descriere a o mașină cu abur, și anume o mașină, este tipărită în rusă Newcomen. Polzunov a preluat cu energie punerea în aplicare a ideii sale, a început să studieze rezistența și proprietățile vaporilor de apă, a întocmit desene, a făcut modele. După ce a fost convins, după cercetări și experimente îndelungate, de posibilitatea înlocuirii forței motrice a apei cu abur și dovedirea acesteia pe modele, Polzunov în aprilie 1763 s-a îndreptat către șeful fabricilor Kolyvano-Voskresensk, generalul maior AI Poroshin, cu un scrisoare în care, expunând motivele care l-au determinat să găsească putere nouă, a cerut fonduri pentru construirea celui inventat de el " mașină de foc". Despre proiect, Polzunov a fost raportat Cabinetului Majestății Sale cu o petiție pentru eliberarea sumei necesare pentru construcția mașinii. Potrivit raportului Cabinetului, urmat de un decret al Ecaterinei a II-a, pe care ea, „pentru o mare încurajare”, i-a acordat Polzunova mecanicilor cu salariu și gradul de inginer căpitan-locotenent, a ordonat să dea 400 de ruble drept recompensă și a indicat „dacă nu este nevoie la fabrici, trimiteți-l la Sankt Petersburg , cu argint "timp de doi sau trei ani la Academia de Științe, pentru a-și completa educația. la Academia de Științe pentru o perioadă de timp să anuleze,„ pentru că aici, pentru a aduce acea pereche de mașini de operat în practică, există o nevoie extremă.” Având în vedere acest lucru, Polzunov a fost nevoit să rămână în Siberia până la încheierea dosarului.Conform devizului prezentat de acesta, i-au fost eliberate sumele și materialele necesare și i s-a oferit posibilitatea de a începe construcția. La 20 mai 1765, Polzunov a raportat deja acest lucru munca pregatitoare finalizat și că mașina va fi operațională în octombrie a aceluiași an. Dar până atunci mașina nu era gata. O masă de dificultăți neprevăzute și lipsa de experiență a lucrătorilor au încetinit progresul lucrării. În plus, multe dintre materialele necesare construirii mașinii nu au putut fi obținute în Siberia. A trebuit să le scriu din Ekaterinburg și să aștept livrarea în câteva luni. În decembrie 1765, Polzunov a terminat mașina, cheltuind 7435 de ruble pe ea. 51 copeici Cu toate acestea, nu a reușit să-și vadă invenția în acțiune. Testul mașinii a fost programat la Barnaul pe 20 mai 1766, iar pe 16 mai din același an, Polzunov murise deja „din cauza sângerărilor laringiene severe”. Mașina lui Polzunov, sub conducerea studenților săi Levzin și Chernitsin, a topit 9335 p. Minereuri Zmeenogorsk în Barnaul în termen de două luni, dar în curând funcționarea sa în Barnaul a fost întreruptă „ca fiind inutilă” și nu există informații dacă a fost folosită pe acelea care nu avea motoare cu apă. Fabrica de la Zmeinogorsk și mina Semyonovsky, unde inițial au fost intenționate chiar de inventator și de superiorii săi, în 1780, „construită de Polzunov, mașina și structura acționată în perechi sunt sparte”. Muzeul Minier Barnaul are un model al mașinii lui Polzunov. Lui Polzunov nu i se poate recunoaște, așa cum o fac unii, onoarea de a inventa primul motor cu abur. Cu toate acestea, mașina lui Polzunov a fost într-adevăr prima mașină cu aburi construită în Rusia, care nu a fost comandată din străinătate; utilizarea unui motor cu abur în 1765, nu pentru ridicarea apei, ci pentru un alt scop industrial, ar trebui considerată o invenție independentă, deoarece în Anglia prima utilizare a unui motor cu abur pentru injecția de aer s-a făcut abia în 1765.