Wie man eine Dampfmaschine baut. Dampfmaschine in der Luftfahrt Dampflokomotive

Im Laufe ihrer Geschichte gab es bei der Dampfmaschine viele Varianten der Metallausführung. Eine dieser Inkarnationen war die Dampfrotationsmaschine des Maschinenbauingenieurs N.N. Twerskoi. Diese Dampfrotationsmaschine ( Dampfmaschine) wurde in verschiedenen Bereichen der Technik und des Verkehrs aktiv eingesetzt. In der russischen technischen Tradition des 19. Jahrhunderts wurde ein solcher Rotationsmotor als Rotationsmaschine bezeichnet. Der Motor zeichnete sich durch Langlebigkeit, Effizienz und hohes Drehmoment aus. Doch mit dem Aufkommen der Dampfturbinen geriet es in Vergessenheit. Nachfolgend finden Sie Archivmaterialien, die vom Autor dieser Website erstellt wurden. Die Materialien sind sehr umfangreich, daher wird hier bisher nur ein Teil davon vorgestellt.

Testrotation einer Dampfrotationsmaschine mit Druckluft (3,5 atm).
Das Modell ist für eine Leistung von 10 kW bei 1500 U/min bei einem Dampfdruck von 28-30 atm ausgelegt.

Ende des 19. Jahrhunderts gerieten die Dampfmaschinen – „N. Tverskoys Wankelmotoren“ – in Vergessenheit, da sich Kolbendampfmaschinen als einfacher und technologisch fortschrittlicher in der Herstellung herausstellten (für die damalige Industrie) und Dampfturbinen mehr Leistung lieferten .
Die Bemerkung zu Dampfturbinen trifft jedoch nur auf ihr großes Gewicht und ihre Gesamtabmessungen zu. Tatsächlich übertreffen Mehrzylinder-Dampfturbinen mit einer Leistung von mehr als 1,5 bis 2 Tausend kW Dampfrotationsmotoren in jeder Hinsicht, selbst bei den hohen Kosten der Turbinen. Und zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als Schiffe Kraftwerke Und Aggregate Damals verfügten Kraftwerke über eine Leistung von mehreren zehntausend Kilowatt, damals konnten nur noch Turbinen diese Leistung erbringen.

ABER – Dampfturbinen haben noch einen weiteren Nachteil. Bei einer Verkleinerung ihrer massendimensionalen Parameter verschlechtern sich die Leistungsmerkmale von Dampfturbinen stark. Die spezifische Leistung wird deutlich reduziert, der Wirkungsgrad sinkt trotz der hohen Herstellungskosten und hohe Drehzahlen Hauptwelle (Getriebe erforderlich) - bleiben. Deshalb ist es im Leistungsbereich unter 1,5 Tausend kW (1,5 MW) selbst für viel Geld nahezu unmöglich, eine in allen Belangen effiziente Dampfturbine zu finden...

Aus diesem Grund erschien in dieser Leistungsklasse ein ganzer „Blumenstrauß“ exotischer und wenig bekannter Designs. Aber meistens sind sie auch teuer und ineffektiv... Schraubenturbinen, Tesla-Turbinen, Axialturbinen usw.
Aber aus irgendeinem Grund vergaß jeder die Dampf-Rotationsmaschinen – Rotationsdampfmaschinen. Mittlerweile sind diese Dampfmaschinen um ein Vielfaches günstiger als jegliche Schaufel- und Schraubenmechanismen (ich sage das aus Sachkenntnis, als Mensch, der mit seinem eigenen Geld schon mehr als ein Dutzend solcher Maschinen gebaut hat). Gleichzeitig verfügen die Dampf-Rotationsmaschinen von N. Tverskoy über ein starkes Drehmoment bei sehr niedrigen Drehzahlen und eine durchschnittliche Drehzahl der Hauptwelle bei voller Drehzahl von 1000 bis 3000 U/min. Diese. Solche Maschinen eignen sich entweder für einen elektrischen Generator oder einen Dampfwagen ( PKW-LKW, Traktor, Traktor) - benötigen kein Getriebe, keine Kupplung usw., sondern sind mit ihrer Welle direkt mit einem Dynamo, Rädern eines Dampfwagens usw. verbunden.
In Form einer Dampfrotationsmaschine – dem „N. Tverskoy Rotationsmaschine“-System – verfügen wir also über eine universelle Dampfmaschine, die in einem abgelegenen Wald- oder Taiga-Dorf, in einem Feldlager, perfekt Strom erzeugt, der von einem Festbrennstoffkessel angetrieben wird , oder Stromerzeugung in einem Heizraum in einer ländlichen Siedlung oder „Spinnen“ von Prozesswärmeabfällen (heißer Luft) in einer Ziegel- oder Zementfabrik, in einer Gießerei usw.
Alle diese Wärmequellen haben eine Leistung von weniger als 1 mW, weshalb herkömmliche Turbinen hier wenig nützen. Und andere Maschinen zur Wärmerückgewinnung durch Umwandlung des Drucks des entstehenden Dampfes in Arbeit – insgesamt technische Praxis weiß es noch nicht. Diese Wärme wird also in keiner Weise genutzt – sie geht einfach unwiederbringlich verloren.
Ich habe bereits eine „Dampfrotationsmaschine“ gebaut, um einen elektrischen Generator mit 3,5 – 5 kW (abhängig vom Dampfdruck) anzutreiben. Wenn alles wie geplant verläuft, wird es bald eine Maschine mit 25 und 40 kW geben. Genau das, was benötigt wird, um ein ländliches Anwesen, einen kleinen Bauernhof, ein Feldlager usw. mit billigem Strom aus einem Festbrennstoffkessel oder Prozessabwärme zu versorgen.
Im Prinzip lassen sich Wankelmotoren gut nach oben skalieren. Durch die Platzierung vieler Rotorabschnitte auf einer Welle ist es daher einfach, die Leistung solcher Maschinen wiederholt zu steigern, indem einfach die Anzahl der Standardrotormodule erhöht wird. Das heißt, es ist durchaus möglich, Dampfrotationsmaschinen mit einer Leistung von 80-160-240-320 kW oder mehr zu bauen...

Aber auch in Kleinkraftwerken werden neben mittleren und größeren Dampfkraftwerken Dampfkraftkreisläufe mit kleinen Dampfrotationsmotoren gefragt sein.
Eine meiner Erfindungen ist zum Beispiel „Camping- und Touristenstromgenerator mit lokalem Festbrennstoff“.
Unten sehen Sie ein Video, in dem ein vereinfachter Prototyp eines solchen Geräts getestet wird.
Doch die kleine Dampfmaschine dreht bereits munter und energisch ihren Stromgenerator und erzeugt Strom aus Holz und anderem Weidebrennstoff.

Die Hauptrichtung der kommerziellen und technischen Anwendung von Dampfrotationsmotoren (Rotationsdampfmaschinen) ist die Erzeugung von billigem Strom aus billigen festen Brennstoffen und brennbaren Abfällen. Diese. Kleinenergie – dezentrale Stromerzeugung mittels Dampfrotationsmotoren. Stellen Sie sich vor, wie eine Rotationsdampfmaschine perfekt in das Betriebsschema eines Sägewerks passen würde, irgendwo im russischen Norden oder Sibirien (Fernost), wo es keine zentrale Stromversorgung gibt, wird der Strom zu einem teuren Preis von einem dieselbetriebenen Dieselgenerator bereitgestellt Kraftstoff aus der Ferne importiert. Aber das Sägewerk selbst produziert mindestens eine halbe Tonne Sägespäne pro Tag – eine Platte, die nirgendwo hingelegt werden kann …

Solche Holzabfälle gelangen direkt in den Kesselofen, der Kessel erzeugt Hochdruckdampf, der Dampf treibt eine Rotationsdampfmaschine an und treibt einen elektrischen Generator an.

Auf die gleiche Weise ist es möglich, unbegrenzt Millionen Tonnen landwirtschaftlicher Ernteabfälle usw. zu verbrennen. Und es gibt auch billigen Torf, billige Kraftwerkskohle und so weiter. Der Autor der Website hat berechnet, dass die Brennstoffkosten bei der Stromerzeugung durch ein kleines Dampfkraftwerk (Dampfmaschine) mit einem Dampfrotationsmotor mit einer Leistung von 500 kW zwischen 0,8 und 1 liegen werden.

2 Rubel pro Kilowatt.

Eine weitere interessante Möglichkeit für den Einsatz einer Dampfrotationsmaschine ist der Einbau einer solchen Dampfmaschine in einen Dampfwagen. Der LKW ist ein Traktor-Dampffahrzeug mit starkem Drehmoment und verwendet billigen Festbrennstoff – eine sehr notwendige Dampfmaschine in der Land- und Forstwirtschaft. Durch den Einsatz moderner Technologien und Materialien sowie durch den Einsatz des „Organic Rankine Cycle“ im thermodynamischen Kreislauf wird es möglich sein, den effektiven Wirkungsgrad mit billigem Festbrennstoff (oder preiswertem Flüssigbrennstoff, wie z. B.) auf 26-28 % zu steigern „Ofenbrennstoff“ oder Abfall Maschinenöl). Diese. LKW - Traktor mit Dampfmaschine

und eine Rotationsdampfmaschine mit einer Leistung von etwa 100 kW verbraucht etwa 25–28 kg Kraftwerkskohle pro 100 km (Kosten 5–6 Rubel pro kg) oder etwa 40–45 kg Sägespäne (der Preis liegt bei der Norden ist frei)...

Es gibt noch viele weitere interessante und vielversprechende Einsatzgebiete der Rotationsdampfmaschine, der Umfang dieser Seite erlaubt es uns jedoch nicht, sie alle im Detail zu betrachten. Dadurch kann die Dampfmaschine in vielen Bereichen der modernen Technik und in vielen Sektoren der Volkswirtschaft noch immer einen sehr herausragenden Platz einnehmen.

STARTET EIN EXPERIMENTELLES MODELL EINES DAMPF-ELEKTRISCHEN GENERATORS MIT DAMPFMASCHINE

Mai -2018 Nach langwierigen Experimenten und Prototypen entstand ein kleiner Hochdruckkessel. Der Kessel steht unter einem Druck von 80 atm, so dass er problemlos einen Arbeitsdruck von 40–60 atm aufrechterhalten kann. Inbetriebnahme mit einem Prototypenmodell einer Dampf-Axialkolbenmaschine meiner Bauart. Funktioniert super – schauen Sie sich das Video an. 12–14 Minuten nach dem Anzünden des Holzes ist es bereit, Hochdruckdampf zu erzeugen.

Jetzt beginne ich mit den Vorbereitungen für die Stückfertigung solcher Einheiten – eines Hochdruckkessels, einer Dampfmaschine (Rotations- oder Axialkolbenmaschine) und eines Kondensators. Die Anlagen werden in einem geschlossenen Kreislauf mit Wasser-Dampf-Kondensat-Kreislauf betrieben.

Die Nachfrage nach solchen Generatoren ist sehr hoch, da 60 % des russischen Territoriums über keine zentrale Stromversorgung verfügen und auf Dieselerzeugung angewiesen sind. Und der Preis für Dieselkraftstoff steigt ständig und hat bereits 41-42 Rubel pro Liter erreicht. Und selbst dort, wo es Strom gibt, erhöhen die Energiekonzerne immer wieder die Tarife und verlangen viel Geld für den Anschluss neuer Kapazitäten.

Im Smartphone-Zeitalter denken die meisten Menschen an Autos Dampftraktion– Das ist etwas Archaisches, das einen zum Lächeln bringt. Dampfseiten in der Geschichte der Automobilindustrie waren sehr hell und ohne sie ist der moderne Transport im Allgemeinen kaum vorstellbar. So sehr die Skeptiker der Gesetzgebung sowie Öllobbyisten aus verschiedenen Ländern auch versuchten, die Entwicklung des Dampfautos einzuschränken, es gelang ihnen nur vorübergehend. Schließlich ist ein Dampfauto wie die Sphinx. Die Idee eines Dampfautos (das heißt, angetrieben von einem externen Verbrennungsmotor) ist auch heute noch aktuell.

In den Köpfen der meisten Menschen im Smartphone-Zeitalter sind dampfbetriebene Autos etwas Archaisches, das uns zum Lächeln bringt.

Deshalb erließ England 1865 ein Verbot der Beförderung von selbstfahrenden Hochgeschwindigkeits-Dampfkutschen. Es war ihnen verboten, sich schneller als 3 km/h durch die Stadt zu bewegen und keine Dampfwolken abzulassen, um die an gewöhnlichen Kutschen angespannten Pferde nicht zu erschrecken. Den schwersten und greifbarsten Schlag für dampfbetriebene Lastkraftwagen versetzte bereits 1933 das Gesetz über die Steuer auf schwere Fahrzeuge. Und erst 1934, als die Zölle auf die Einfuhr von Erdölprodukten gesenkt wurden, gewann Benzin und Dieselmotorenüber Dampf.

Nur England konnte es sich leisten, sich so elegant und gelassen über den Fortschritt lustig zu machen. In den USA, Frankreich und Italien brodelte das Umfeld begeisterter Erfinder geradezu vor Ideen und die Dampfmaschine erhielt neue Formen und Eigenschaften. Obwohl englische Erfindungen einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von Dampffahrzeugen leisteten, erlaubten ihnen die Gesetze und Vorurteile der Behörden nicht, sich voll am Kampf mit Verbrennungsmotoren zu beteiligen. Aber lasst uns der Reihe nach über alles reden.

Prähistorische Referenz

Die Entwicklungsgeschichte des Dampfwagens ist untrennbar mit der Entstehungs- und Verbesserungsgeschichte der Dampfmaschine verbunden. Als im 1. Jahrhundert n. Chr. e. Heron aus Alexandria schlug seine Idee vor, Dampf eine Metallkugel zum Rotieren zu bringen, aber seine Idee wurde nur als Spaß angesehen. Ob es andere Ideen waren, die die Erfinder mehr beunruhigten, der erste Mensch, der einen Dampfkessel auf Räder stellte, war der Mönch Ferdinand Verbst. Im Jahr 1672. Auch sein „Spielzeug“ wurde als Spaß angesehen. Doch die nächsten vierzig Jahre waren für die Geschichte der Dampfmaschine nicht umsonst.

Der Entwurf einer selbstfahrenden Kutsche von Isaac Newton (1680), der Feuerapparat des Mechanikers Thomas Savery (1698) und der atmosphärische Motor von Thomas Newcomen (1712) demonstrierten das enorme Potenzial der Verwendung von Dampf zur Verrichtung mechanischer Arbeit. Zunächst pumpten Dampfmaschinen Wasser aus Bergwerken und hoben Lasten, doch Mitte des 18. Jahrhunderts gab es in Unternehmen in England bereits mehrere Hundert solcher Dampfanlagen.

Was ist eine Dampfmaschine? Wie kann Dampf Räder bewegen? Das Prinzip der Dampfmaschine ist einfach. Wasser wird in einem geschlossenen Tank bis zum Dampfzustand erhitzt. Der Dampf wird durch Rohre in einen geschlossenen Zylinder abgegeben und von einem Kolben herausgedrückt. Über eine zwischengeschaltete Pleuelstange wird diese translatorische Bewegung auf die Schwungradwelle übertragen.

Das Schaltplan Der Betrieb eines Dampfkessels hatte in der Praxis erhebliche Nachteile.

Die erste Dampfportion brach in Wolken aus, und der abgekühlte Kolben fiel unter seinem eigenen Gewicht zum nächsten Hub hinab. Dieses Prinzipdiagramm des Betriebs eines Dampfkessels hatte in der Praxis erhebliche Nachteile. Das Fehlen eines Dampfdruckregelsystems führte häufig zu einer Kesselexplosion. Es erforderte viel Zeit und Brennstoff, den Kessel wieder in einen betriebsbereiten Zustand zu versetzen. Ständiges Auftanken und die gigantische Größe des Dampfkraftwerks machten die Liste seiner Mängel nur noch größer.

Eine neue Maschine wurde 1765 von James Watt vorgeschlagen. Er leitete den vom Kolben ausgepressten Dampf in eine zusätzliche Kondensationskammer und machte das ständige Nachfüllen von Wasser in den Kessel überflüssig. Schließlich löste er 1784 das Problem, die Dampfbewegung so umzuverteilen, dass sie den Kolben in beide Richtungen drückte. Dank der von ihm geschaffenen Spule konnte die Dampfmaschine ohne Taktpausen betrieben werden. Dieses Prinzip Wärmekraftmaschine Doppelwirkung und bildete die Grundlage der meisten Dampftechnologien.

Viele kluge Leute arbeiteten an der Entwicklung von Dampfmaschinen. Schließlich ist dies eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, praktisch aus dem Nichts Energie zu gewinnen.

Ein kleiner Ausflug in die Geschichte der Dampfautos

Doch so grandios die Erfolge der Briten auf diesem Gebiet auch waren, der Franzose Nicolas Joseph Cugnot war der erste, der eine Dampfmaschine auf Räder stellte.

Cugnos erstes Dampfauto

Sein Auto erschien 1765 auf den Straßen. Die Geschwindigkeit des Kinderwagens war ein Rekord – 9,5 km/h. Darin stellte der Erfinder vier Sitzplätze für Passagiere bereit, die mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 3,5 km/h mitgenommen werden konnten. Dieser Erfolg schien dem Erfinder nicht genug.

Dass man jeden Kilometer der Fahrt anhalten musste, um Wasser zu tanken und ein neues Feuer anzuzünden, war kein wesentlicher Nachteil, sondern lediglich der Stand der Technik der damaligen Zeit.

Er beschloss, einen Kanonentraktor zu erfinden. So entstand ein dreirädriger Wagen mit einem riesigen Kessel vorne. Dass man jeden Kilometer der Fahrt anhalten musste, um Wasser zu tanken und ein neues Feuer anzuzünden, war kein wesentlicher Nachteil, sondern lediglich der Stand der Technik der damaligen Zeit.

Cugnos nächstes Modell aus dem Jahr 1770 wog etwa eineinhalb Tonnen. Der neue Wagen konnte etwa zwei Tonnen Fracht mit einer Geschwindigkeit von 7 km/h transportieren.

Maestro Cugno war mehr an der Idee interessiert, eine Hochdruckdampfmaschine zu bauen. Es störte ihn nicht einmal, dass der Kessel explodieren könnte. Es war Cunho, der auf die Idee kam, den Feuerraum unter den Kessel zu stellen und das „Feuer“ mit sich zu tragen. Darüber hinaus kann sein „Wagen“ zu Recht als erster Lastwagen bezeichnet werden. Der Rücktritt des Mäzens und eine Reihe von Revolutionen gaben dem Meister nicht die Möglichkeit, das Modell zu einem vollwertigen Lkw weiterzuentwickeln.

Autodidakt Oliver Evans und seine Amphibie

Die Idee, Dampfmaschinen zu bauen, hatte universelle Ausmaße. In den nordamerikanischen Staaten schuf der Erfinder Oliver Evans etwa fünfzig Dampfanlagen auf Basis der Watt-Maschine. Um die Größe von James Watts Installation zu reduzieren, entwarf er Dampfmaschinen für Getreidemühlen. Weltweite Berühmtheit erlangte Oliver Evans jedoch durch sein amphibisches Dampfauto. 1789 bestand sein erstes Auto in den Vereinigten Staaten erfolgreich Land- und Wassertests.

Auf seiner Amphibie, die als Prototyp von Geländefahrzeugen bezeichnet werden kann, installierte Evans eine Maschine mit einem Dampfdruck von zehn Atmosphären!

Das neun Meter lange Autoboot wog etwa 15 Tonnen. Die Dampfmaschine setzte sich in Bewegung Hinterräder Und Propellerschraube. Oliver Evans war übrigens auch ein Befürworter der Entwicklung einer Hochdruckdampfmaschine. Auf seiner Amphibie, die als Prototyp von Geländefahrzeugen bezeichnet werden kann, installierte Evans eine Maschine mit einem Dampfdruck von zehn Atmosphären!

Wenn die Erfinder des 18. und 19. Jahrhunderts über die Technologie des 21. Jahrhunderts verfügen würden, können Sie sich vorstellen, wie viel Technologie sie hervorbringen würden? Und welche Technologie!

20. Jahrhundert und 204 km/h auf einem Stanley-Dampfwagen

Ja! Das 18. Jahrhundert gab der Entwicklung des Dampftransports einen starken Impuls. Zahlreiche und unterschiedliche Konstruktionen selbstfahrender Dampfwagen begannen, den Pferdetransport auf den Straßen Europas und Amerikas zunehmend zu verwässern. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatten sich dampfbetriebene Autos stark verbreitet und wurden zu einem bekannten Symbol ihrer Zeit. Genau wie die Fotografie.

Das 18. Jahrhundert gab der Entwicklung des Dampftransports einen starken Impuls

Es war ihr Fotounternehmen, das die Stanley-Brüder verkauften, als sie 1897 beschlossen, sich ernsthaft mit der Produktion von Dampfautos in den USA zu befassen. Sie schufen gut verkaufte Dampfwagen. Doch das reichte ihnen nicht, um ihre ehrgeizigen Pläne zu verwirklichen. Schließlich waren sie nur einer von vielen ähnlichen Autoherstellern. Bis sie ihre „Rakete“ entwarfen.

Es war ihr Fotounternehmen, das die Stanley-Brüder verkauften, als sie 1897 beschlossen, sich ernsthaft mit der Produktion von Dampfautos in den USA zu befassen.

Natürlich waren Stanley-Autos berühmt zuverlässiges Auto. Die Dampfeinheit befand sich auf der Rückseite und der Kessel wurde mit Benzin- oder Kerosinbrennern beheizt. Das Schwungrad eines doppelt wirkenden Dampf-Zweizylindermotors dreht sich weiter Hinterachse durch Kettenübertragung. Bei Stanley Steamer gab es keine Fälle von Kesselexplosionen. Aber sie brauchten eine Sensation.

Natürlich hatten Stanley-Autos den Ruf, zuverlässige Autos zu sein.

Mit ihrer „Rakete“ sorgten sie weltweit für Aufsehen. 205,4 km/h im Jahr 1906! So schnell ist noch nie jemand gefahren! Nur 5 Jahre später brach ein Auto mit Verbrennungsmotor diesen Rekord. Stanleys Sperrholz-Dampfrakete „Rocket“ prägte für viele Jahre die Form von Rennwagen. Doch nach 1917 wurde die Konkurrenz für Stanley Steamer immer schwieriger billiger Ford T. ist zurückgetreten.

Einzigartige Dampfwagen der Gebrüder Doble

Dieser berühmten Familie gelang es, würdigen Widerstand zu leisten Benzinmotoren bis Anfang der 30er Jahre des 20. Jahrhunderts. Sie haben keine Autos für Rekorde gebaut. Die Brüder liebten ihre Dampfwagen wirklich. Wie sonst könnte man sonst den von ihnen erfundenen Wabenkühler und Zündknopf erklären? Ihre Modelle sahen nicht wie kleine Lokomotiven aus.

Die Brüder Abner und John revolutionierten Dampftransport.

Die Brüder Abner und John revolutionierten den Dampftransport. Sein Auto brauchte keine 10–20 Minuten warmlaufen, um loszufahren. Der Zündknopf pumpte Kerosin vom Vergaser in die Brennkammer. Dorthin gelangte er nach der Zündung mit einer Zündkerze. Das Wasser erhitzte sich in Sekundenschnelle, und nach anderthalb Minuten erzeugte der Dampf den nötigen Druck und es konnte losgehen.

Der Abdampf wurde zur Kondensation und Vorbereitung für nachfolgende Zyklen zu einem Kühler geleitet. Daher benötigten die Doblov-Wagen für eine reibungslose Fahrt von 2000 km nur neunzig Liter Wasser im System und ein paar Liter Kerosin. Niemand könnte eine solche Effizienz bieten! Vielleicht lernten die Stanleys auf der Detroit Auto Show im Jahr 1917 das Modell der Doble-Brüder kennen und begannen, ihre Produktion einzustellen.

Das Model E wurde zum luxuriösesten Auto der zweiten Hälfte der 20er Jahre und sogar zum luxuriösesten letzte Version Fähre Doblov. Lederausstattung, poliertes Holz und Elemente aus Elefantenknochen erfreuten wohlhabende Besitzer im Inneren des Autos. In einer solchen Kabine konnte man Fahrleistungen bei Geschwindigkeiten von bis zu 160 km/h genießen. Nur 25 Sekunden trennten den Moment der Zündung vom Moment des Starts. Es dauerte weitere 10 Sekunden, bis ein 1,2 Tonnen schweres Auto auf 120 km/h beschleunigte!

All diese Geschwindigkeitsqualitäten waren in einen Vierzylindermotor eingebettet. Zwei Kolben drückten Dampf unter hohem Druck von 140 Atmosphären aus, die anderen beiden stießen gekühlten Dampf aus niedriger Druck in einen zellularen Kondensator-Heizkörper. Doch in der ersten Hälfte der 30er Jahre wurden diese Schönheiten der Gebrüder Doble nicht mehr produziert.

Dampfwagen

Wir sollten jedoch nicht vergessen, dass sich die Dampftraktion rasant entwickelte Güterverkehr. In den Städten lösten Dampfautos bei Snobs Allergien aus. Aber die Fracht muss bei jedem Wetter und nicht nur innerhalb der Stadt geliefert werden. Was ist mit Überlandbussen und militärischer Ausrüstung? Mit Kleinwagen kommt man da nicht durch.

Der Güterverkehr hat gegenüber dem Personenverkehr einen wesentlichen Vorteil – seine Abmessungen.

Der Güterverkehr hat gegenüber dem Personenverkehr einen wesentlichen Vorteil – seine Abmessungen. Sie ermöglichen es Ihnen, leistungsstarke Kraftwerke überall im Auto zu platzieren. Darüber hinaus werden dadurch nur die Ladekapazität und die Geländegängigkeit erhöht. Wie der LKW aussehen wird, darauf haben die Leute nicht immer geachtet.

Unter den Dampflastwagen möchte ich den englischen Sentinel und den sowjetischen NAMI hervorheben. Natürlich gab es noch viele andere, zum Beispiel Foden, Fowler, Yorkshire. Am langlebigsten erwiesen sich jedoch Sentinel und NAMI, die bis zum Ende der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts hergestellt wurden. Sie könnten mit jedem festen Brennstoff arbeiten – Kohle, Holz, Torf. Der „Allesfresser“-Charakter dieser Dampfwagen machte sie unabhängig vom Einfluss der Preise für Erdölprodukte und ermöglichte auch den Einsatz an schwer zugänglichen Orten.

Fleißiger Sentinel mit englischem Akzent

Diese beiden Lkw unterscheiden sich nicht nur im Herstellungsland. Auch die Standortprinzipien der Dampferzeuger waren unterschiedlich. Sentinels zeichnen sich durch die obere und untere Position der Dampfmaschinen relativ zum Kessel aus. Oben positioniert, versorgte der Dampferzeuger heißen Dampf direkt mit der Motorkammer, die über ein System mit den Achsen verbunden war Kardanwellen. Wenn sich die Dampfmaschine unten, also auf dem Fahrgestell, befand, erhitzte der Kessel das Wasser und versorgte die Maschine über Rohre mit Dampf, was einen Temperaturverlust gewährleistete.

Sentinels zeichnen sich durch die obere und untere Position der Dampfmaschinen relativ zum Kessel aus.

Typisch für beide Typen war das Vorhandensein einer Kettenübertragung vom Schwungrad der Dampfmaschine auf die Kardangelenke. Dies ermöglichte es den Designern, die Produktion von Sentinels je nach Kunde zu vereinheitlichen. Für heiße Länder wie Indien wurden Dampfwagen mit einem unteren, getrennten Kessel und Motor hergestellt. Für Länder mit kalten Wintern – mit dem oberen, kombinierten Typ.

Für heiße Länder wie Indien wurden Dampfwagen mit einem unteren, getrennten Kessel und Motor hergestellt.

Diese Lkw nutzten viele bewährte Technologien. Dampfverteilungsspulen und -ventile, einfach- und doppeltwirkende Motoren, Hoch- oder Niederdruck, mit oder ohne Getriebe. Dies verlängerte jedoch nicht die Lebensdauer der englischen Dampflastwagen. Obwohl sie bis Ende der 50er Jahre des 20. Jahrhunderts hergestellt wurden und sogar vor und während des Zweiten Weltkriegs im Militärdienst standen, waren sie immer noch sperrig und erinnerten ein wenig an Dampflokomotiven. Und da es für ihre radikale Modernisierung keine Interessenten gab, war ihr Schicksal besiegelt.

Obwohl sie bis Ende der 50er Jahre des 20. Jahrhunderts hergestellt wurden und sogar vor und während des Zweiten Weltkriegs im Militärdienst standen, waren sie immer noch sperrig und erinnerten ein wenig an Dampflokomotiven.

Wen interessiert was, aber für uns – UNS

Um die vom Krieg zerstörte Wirtschaft der Sowjetunion wiederzubeleben, musste ein Weg gefunden werden, die Ölressourcen zumindest an schwer zugänglichen Orten – im Norden des Landes und in Sibirien – nicht zu verschwenden. Sowjetische Ingenieure erhielten die Gelegenheit, das Design des Sentinel mit einer obenliegenden Vierzylinder-Dampfmaschine zu studieren direkte Aktion und entwickeln Sie Ihre eigene „Antwort auf Chamberlain“.

In den 30er Jahren unternahmen russische Institute und Konstruktionsbüros wiederholt Versuche, einen alternativen Lkw für die Holzindustrie zu entwickeln.

In den 30er Jahren unternahmen russische Institute und Konstruktionsbüros wiederholt Versuche, einen alternativen Lkw für die Holzindustrie zu entwickeln. Aber jedes Mal hörte die Sache in der Testphase auf. Mithilfe ihrer eigenen Erfahrungen und der Möglichkeit, erbeutete Dampffahrzeuge zu untersuchen, gelang es den Ingenieuren, die Führung des Landes von der Notwendigkeit eines solchen Dampffahrzeugs zu überzeugen. Darüber hinaus kostete Benzin 24-mal mehr als Kohle. Und die Kosten für Brennholz in der Taiga müssen überhaupt nicht erwähnt werden.

Eine Gruppe von Designern unter der Leitung von Yu. Shebalin hat die Dampfeinheit als Ganzes so weit wie möglich vereinfacht. Sie vereinten sich Vierzylindermotor und den Kessel zu einer Einheit zusammengefügt und zwischen Karosserie und Kabine platziert. Wir haben diese Installation auf dem Chassis des seriellen YaAZ (MAZ)-200 installiert. Die Arbeit des Dampfes und seine Kondensation wurden in einem geschlossenen Kreislauf zusammengefasst. Die Versorgung mit Holzbarren aus dem Bunker erfolgte automatisch.

So entstand NAMI-012, oder besser gesagt auf den Waldwegen. Offensichtlich ist das Prinzip der Bunkerversorgung mit Festbrennstoff und der Standort der Dampfmaschine auf LKW wurde der Praxis von Gaserzeugungsanlagen entlehnt.

Das Schicksal des Waldbesitzers – NAMI-012

Die Eigenschaften des inländischen Dampf-Pritschenwagens und Holztransporters NAMI-012 waren wie folgt

• Tragfähigkeit – 6 Tonnen
• Geschwindigkeit – 45 km/h
• Die Reichweite ohne Tanken beträgt 80 km, wenn es möglich wäre, den Wasservorrat aufzufüllen, dann 150 km
• Drehmoment bei niedrigen Geschwindigkeiten – 240 kgm, was fast fünfmal höher war als beim Basis-YaAZ-200
• Ein Kessel mit Naturumlauf erzeugte einen Druck von 25 Atmosphären und brachte den Dampf auf eine Temperatur von 420 °C
• Durch Ejektoren war es möglich, die Wasservorräte direkt aus dem Stausee wieder aufzufüllen
• Die Ganzmetallkabine hatte keine Haube und war nach vorne geschoben
• Die Geschwindigkeit wurde über die Dampfmenge im Motor mithilfe des Zufuhr-/Abschalthebels gesteuert. Mit seiner Hilfe wurden die Zylinder zu 25/40/75 % gefüllt.
• Ein Rückwärtsgang und drei Steuerpedale.

Schwerwiegende Nachteile des Dampfwagens waren der Verbrauch von 400 kg Brennholz pro 100 km Fahrt und die Notwendigkeit, bei kaltem Wetter das Wasser im Kessel loszuwerden.

Schwerwiegende Nachteile des Dampfwagens waren der Verbrauch von 400 kg Brennholz pro 100 km Fahrt und die Notwendigkeit, bei kaltem Wetter das Wasser im Kessel loszuwerden. Der Hauptnachteil der ersten Probe war jedoch die schlechte Geländegängigkeit im unbeladenen Zustand. Dann stellte sich heraus, dass die Vorderachse im Vergleich zur Hinterachse mit Kabine und Dampfaggregat überlastet war. Sie haben diese Aufgabe gemeistert, indem sie ein modernisiertes Dampfkraftwerk auf dem Allradantrieb YaAZ-214 installiert haben. Jetzt wurde die Leistung des Holztransporters NAMI-018 auf 125 PS erhöht.

Da es jedoch keine Zeit gab, sich im ganzen Land zu verbreiten, wurden alle Dampferzeuger-Lastwagen in der zweiten Hälfte der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts entsorgt.

Da es jedoch keine Zeit gab, sich im ganzen Land zu verbreiten, wurden alle Dampferzeuger-Lastwagen in der zweiten Hälfte der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts entsorgt. Allerdings zusammen mit Gasgeneratoren. Denn die Kosten für den Umbau der Fahrzeuge, die wirtschaftlichen Auswirkungen und die Benutzerfreundlichkeit waren im Vergleich zu Benzin- und Diesel-Lkw arbeitsintensiv und fragwürdig. Darüber hinaus wurde zu diesem Zeitpunkt in der Sowjetunion bereits die Ölförderung etabliert.

Ein schnelles und erschwingliches modernes Dampfauto

Denken Sie nicht, dass die Idee eines dampfbetriebenen Autos für immer vergessen ist. Das Interesse an Alternativen zu Verbrennungsmotoren mit Benzin- und Dieselkraftstoff nimmt mittlerweile deutlich zu. Die Ölreserven der Welt sind nicht unbegrenzt. Ja, und die Kosten für Erdölprodukte steigen ständig. Die Konstrukteure versuchten so sehr, den Verbrennungsmotor zu verbessern, dass ihre Ideen fast an ihre Grenzen stießen.

Elektroautos, Wasserstoffautos, Gas- und Dampfautos sind wieder einmal zu heißen Themen geworden. Hallo, vergessenes 19. Jahrhundert!

Mittlerweile besteht ein deutlich steigendes Interesse an Motoren als Alternative zu Verbrennungsmotoren, die mit Benzin und Diesel betrieben werden.

Ein britischer Ingenieur (schon wieder England!) demonstrierte die neuen Fähigkeiten der Dampfmaschine. Er schuf seine Inspuration nicht nur, um die Relevanz dampfbetriebener Autos zu demonstrieren. Seine Idee ist für Schallplatten gemacht. 274 km/h – das ist die Geschwindigkeit, die zwölf Kessel in einem 7,6 Meter langen Auto beschleunigen. Nur 40 Liter Wasser reichen für Flüssiggas aus, um die Dampftemperatur im Handumdrehen auf 400 °C zu bringen. Denken Sie nur daran, dass die Geschichte 103 Jahre gebraucht hat, um den von der Rakete aufgestellten Geschwindigkeitsrekord für ein dampfbetriebenes Auto zu brechen!

In einem modernen Dampferzeuger können Sie Kohle in Pulverform oder einen anderen günstigen Brennstoff, beispielsweise Heizöl, Flüssiggas, verwenden. Aus diesem Grund waren und bleiben Dampfautos immer beliebt.

Doch für eine umweltfreundliche Zukunft ist es erneut notwendig, den Widerstand der Öllobbyisten zu überwinden.

Der Prozess der Erfindung der Dampfmaschine dauerte, wie so oft in der Technik, fast ein Jahrhundert, daher ist die Wahl des Datums für dieses Ereignis ziemlich willkürlich. Allerdings bestreitet niemand, dass der Durchbruch, der zur technologischen Revolution führte, dem Schotten James Watt gelang.

Schon in der Antike dachte man darüber nach, Dampf als Arbeitsmedium zu nutzen. Allerdings erst an der Wende vom 17. zum 18. Jahrhundert. gelang es, einen Weg zu finden, zu produzieren nützliche Arbeit mit Dampf. Einer der ersten Versuche, Dampf in den Dienst des Menschen zu stellen, wurde 1698 in England unternommen: Die Maschine des Erfinders Savery war für die Entwässerung von Minen und das Pumpen von Wasser gedacht. Zwar handelte es sich bei Saverys Erfindung noch nicht um einen Motor im eigentlichen Sinne, da er bis auf einige manuell zu öffnende und zu schließende Ventile über keine beweglichen Teile verfügte. Saverys Maschine funktionierte wie folgt: Zuerst wurde ein versiegelter Tank mit Dampf gefüllt, dann wurde die Außenfläche des Tanks mit kaltem Wasser gekühlt, wodurch der Dampf kondensierte und im Tank ein Teilvakuum entstand. Anschließend wurde Wasser, beispielsweise vom Boden des Schachts, durch das Ansaugrohr in den Tank gesaugt und nach dem Einleiten der nächsten Dampfportion wieder herausgeschleudert.

Die erste Dampfmaschine mit Kolben wurde 1698 vom Franzosen Denis Papin gebaut. In einem vertikalen Zylinder mit einem Kolben wurde Wasser erhitzt, und der entstehende Dampf drückte den Kolben nach oben. Als der Dampf abkühlte und kondensierte, bewegte sich der Kolben unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks nach unten. Durch ein System von Blöcken konnte Papens Dampfmaschine verschiedene Mechanismen, wie zum Beispiel Pumpen, antreiben.

Eine fortschrittlichere Maschine wurde 1712 vom englischen Schmied Thomas Newcomen gebaut. Wie bei Papins Maschine bewegte sich der Kolben in einem vertikalen Zylinder. Dampf aus dem Kessel drang in den Boden des Zylinders ein und hob den Kolben nach oben. Beim Einspritzen von kaltem Wasser in den Zylinder kondensierte der Dampf, im Zylinder entstand ein Vakuum und unter dem Einfluss des Atmosphärendrucks fiel der Kolben nach unten. Dieser Rückwärtshub entfernte Wasser aus dem Zylinder und hob über eine Kette, die mit einem Kipphebel verbunden war, der sich wie eine Schaukel bewegte, die Pumpenstange an. Als sich der Kolben am unteren Ende seines Hubs befand, trat erneut Dampf in den Zylinder ein, und mit Hilfe eines an der Pumpenstange oder am Kipphebel befestigten Gegengewichts stieg der Kolben an Ausgangsposition. Danach wiederholte sich der Zyklus.

Die Newcomen-Maschine war in Europa über 50 Jahre lang weit verbreitet. In den 1740er Jahren erledigte eine Maschine mit einem Zylinder von 2,74 m Länge und 76 cm Durchmesser an einem Tag die Arbeit, die ein Team von 25 Männern und 10 Pferden im Schichtbetrieb in einer Woche erledigte. Und doch war seine Effizienz äußerst gering.

Am deutlichsten manifestierte sich die industrielle Revolution in England, vor allem in der Textilindustrie. Die Diskrepanz zwischen dem Angebot an Stoffen und der schnell steigenden Nachfrage lockte die besten Design-Köpfe zur Entwicklung von Spinn- und Webmaschinen. Die Namen Cartwright, Kay, Crompton und Hargreaves werden für immer in die Geschichte der englischen Technologie eingehen. Doch die von ihnen geschaffenen Spinn- und Webmaschinen benötigten einen qualitativ neuen, universellen Motor, der die Maschinen kontinuierlich und gleichmäßig (genau das konnte ein Wasserrad nicht leisten) in eine unidirektionale Rotationsbewegung versetzte. Hier zeigte sich das Talent des berühmten Ingenieurs, des „Zauberers aus Greenock“ James Watt, in seiner ganzen Brillanz.

Watt wurde in der schottischen Stadt Greenock in die Familie eines Schiffbauers hineingeboren. Als Lehrling in Werkstätten in Glasgow erwarb James in den ersten beiden Jahren die Qualifikationen eines Graveurs, eines Meisters in der Herstellung mathematischer, geodätischer, optischer Instrumente und verschiedener Navigationsinstrumente. Auf Anraten seines Professoronkels ging James als Mechaniker an die örtliche Universität. Hier begann Watt mit der Arbeit an Dampfmaschinen.

James Watt versuchte, die Dampf-Atmosphären-Maschine von Newcomen zu verbessern, die im Allgemeinen nur zum Pumpen von Wasser geeignet war. Für ihn war klar, dass der Hauptnachteil von Newcomens Maschine das abwechselnde Heizen und Kühlen des Zylinders war. Im Jahr 1765 kam Watt auf die Idee, dass der Zylinder konstant heiß bleiben könnte, wenn der Dampf vor der Kondensation über eine Rohrleitung mit Ventil in einen separaten Tank umgeleitet würde. Darüber hinaus nahm Watt noch einige weitere Verbesserungen vor, die die Dampf-Atmosphärenmaschine schließlich in eine Dampfmaschine verwandelten. Zum Beispiel erfand er einen Scharniermechanismus – „Watts Parallelogramm“ (so genannt, weil ein Teil der Verbindungen – Hebel, aus denen er besteht – ein Parallelogramm bildet), der die Hin- und Herbewegung des Kolbens in die Drehbewegung der Hauptwelle umwandelte. Jetzt konnten die Webstühle kontinuierlich arbeiten.

Im Jahr 1776 wurde Watts Maschine getestet. Seine Effizienz war doppelt so hoch wie die von Newcomens Maschine. Im Jahr 1782 entwickelte Watt die erste universelle doppeltwirkende Dampfmaschine. Dampf trat abwechselnd von einer Seite des Kolbens und dann von der anderen in den Zylinder ein. Daher vollzog der Kolben sowohl den Arbeits- als auch den Rückhub mit Hilfe von Dampf, was bei früheren Maschinen nicht der Fall war. Da bei einer doppeltwirkenden Dampfmaschine die Kolbenstange sowohl ziehend als auch schiebend wirkte, musste das bisherige Antriebssystem aus Ketten und Kipphebeln, das nur auf Zug reagierte, umgestaltet werden. Watt entwickelte ein System gekoppelter Stangen und nutzte einen Planetenmechanismus, um die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange in eine Drehbewegung umzuwandeln. Er verwendete ein schweres Schwungrad, einen Zentrifugalgeschwindigkeitsregler, ein Scheibenventil und ein Manometer zur Messung des Dampfdrucks. Watts patentierte „Rotationsdampfmaschine“ fand zunächst breite Anwendung in Spinnereien und Webereien, später auch in anderen Industriebetrieben. Watts Motor war für jede Maschine geeignet, und die Erfinder selbstfahrender Mechanismen machten sich diesen Vorteil schnell zunutze.

Watts Dampfmaschine war wirklich die Erfindung des Jahrhunderts und markierte den Beginn der industriellen Revolution. Aber der Erfinder hörte hier nicht auf. Nachbarn sahen mehr als einmal verblüfft zu, wie Watt mit speziell ausgewählten Gewichten mit Pferden über die Wiese raste. So entstand die Einheit der Macht - Pferdestärken, das später allgemeine Anerkennung fand.

Leider zwangen finanzielle Schwierigkeiten Watt bereits im Erwachsenenalter dazu, geodätische Vermessungen durchzuführen, am Bau von Kanälen zu arbeiten, Häfen und Yachthäfen zu bauen und schließlich eine wirtschaftlich versklavende Allianz mit dem Unternehmer John Rebeck einzugehen, der bald einen völligen finanziellen Zusammenbruch erlitt.

Die Möglichkeiten der Nutzung der Dampfenergie waren bereits zu Beginn unserer Zeitrechnung bekannt. Dies wird durch ein Gerät namens Heronian Aeolipile bestätigt, das vom antiken griechischen Mechaniker Heron von Alexandria geschaffen wurde. Die antike Erfindung kann der Dampfturbine zugeschrieben werden, deren Kugel sich aufgrund der Kraft der Wasserdampfstrahlen drehte.

Im 17. Jahrhundert wurde es möglich, Dampf zum Betrieb von Maschinen zu nutzen. Diese Erfindung wurde nicht lange genutzt, leistete aber einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Menschheit. Darüber hinaus ist die Geschichte der Erfindung der Dampfmaschine sehr faszinierend.

Konzept

Eine Dampfmaschine besteht aus einer externen Verbrennungswärmemaschine, die die Energie von Wasserdampf zur Erzeugung nutzt mechanisches Uhrwerk Kolben, der wiederum die Welle dreht. Die Leistung einer Dampfmaschine wird üblicherweise in Watt gemessen.

Geschichte der Erfindung

Die Geschichte der Erfindung der Dampfmaschine ist mit dem Wissen der antiken griechischen Zivilisation verbunden. Lange Zeit nutzte niemand die Werke dieser Zeit. Im 16. Jahrhundert wurde versucht, eine Dampfturbine zu bauen. Daran hat in Ägypten der türkische Physiker und Ingenieur Takiyuddin al-Shami gearbeitet.

Das Interesse an diesem Problem erwachte im 17. Jahrhundert wieder. Im Jahr 1629 schlug Giovanni Branca seine eigene Version einer Dampfturbine vor. Den Erfindungen ging jedoch viel Energie verloren. Weitere Entwicklungen erforderten entsprechende wirtschaftliche Rahmenbedingungen, die später eintreten würden.

Denis Papin gilt als der erste Erfinder einer Dampfmaschine. Bei der Erfindung handelte es sich um einen Zylinder mit einem Kolben, der sich durch Dampf hebt und durch Kondensation senkt. Die Geräte von Savery und Newcomen (1705) hatten das gleiche Funktionsprinzip. Die Ausrüstung wurde verwendet, um während des Bergbaus Wasser aus Abbaustätten zu pumpen.

Watt gelang es 1769, das Gerät endgültig zu verbessern.

Erfindungen von Denis Papin

Denis Papin war ausgebildeter Arzt. Er wurde in Frankreich geboren und zog 1675 nach England. Er ist berühmt für viele seiner Erfindungen. Einer davon ist ein Schnellkochtopf, der „Papens Kessel“ genannt wurde.

Er konnte den Zusammenhang zwischen zwei Phänomenen identifizieren, nämlich dem Siedepunkt einer Flüssigkeit (Wasser) und dem daraus resultierenden Druck. Dadurch schuf er einen verschlossenen Kessel, in dessen Inneren der Druck erhöht wurde, was dazu führte, dass das Wasser später als gewöhnlich kochte und die Verarbeitungstemperatur der darin platzierten Produkte stieg. Dadurch wurde die Kochgeschwindigkeit erhöht.

Im Jahr 1674 entwickelte ein medizinischer Erfinder einen Schießpulvermotor. Seine Arbeit bestand darin, dass sich der Kolben bewegte, wenn sich das Schießpulver im Zylinder entzündete. Im Zylinder bildete sich ein schwaches Vakuum, und der atmosphärische Druck brachte den Kolben an seinen Platz zurück. Die dabei gebildeten gasförmigen Elemente traten durch das Ventil aus, die übrigen wurden abgekühlt.

Bis 1698 gelang es Papen, eine Einheit nach demselben Prinzip zu schaffen, die nicht mit Schießpulver, sondern mit Wasser arbeitete. So entstand die erste Dampfmaschine. Trotz des erheblichen Fortschritts, zu dem die Idee führen konnte, brachte sie ihrem Erfinder keine nennenswerten Vorteile. Dies lag daran, dass ein anderer Mechaniker, Savery, bereits zuvor eine Dampfpumpe patentiert hatte und zu diesem Zeitpunkt noch keine andere Anwendung für solche Einheiten erfunden worden war.

Denis Papin starb 1714 in London. Obwohl er die erste Dampfmaschine erfand, hinterließ er diese Welt in Not und Einsamkeit.

Erfindungen von Thomas Newcomen

Bei der Dividende erwies sich der Engländer Newcomen als erfolgreicher. Als Papin seine Maschine entwickelte, war Thomas 35 Jahre alt. Er studierte sorgfältig die Arbeit von Savery und Papin und konnte die Mängel beider Entwürfe verstehen. Von ihnen nahm er die besten Ideen mit.

Bereits 1712 schuf er in Zusammenarbeit mit dem Glas- und Klempnermeister John Culley sein erstes Modell. So ging die Geschichte der Erfindung der Dampfmaschine weiter.

Das erstellte Modell lässt sich kurz wie folgt erklären:

• Das Design kombinierte einen vertikalen Zylinder und einen Kolben, wie bei Papin.
• Die Dampferzeugung erfolgte in einem separaten Kessel, der nach dem Prinzip der Savery-Maschine arbeitete.
• Die Dichtheit im Dampfzylinder wurde durch das Leder erreicht, mit dem der Kolben überzogen war.

Newcomens Einheit förderte Wasser aus Minen mit atmosphärischem Druck. Die Maschine war groß und benötigte für ihren Betrieb eine große Menge Kohle. Trotz dieser Mängel wurde Newcomens Modell ein halbes Jahrhundert lang in Bergwerken eingesetzt. Es ermöglichte sogar die Wiederinbetriebnahme von Minen, die aufgrund von Grundwasserüberschwemmungen aufgegeben worden waren.

Im Jahr 1722 bewies Newcomens Idee ihre Wirksamkeit, indem er in Kronstadt in nur zwei Wochen Wasser aus einem Schiff pumpte. Ein Windmühlensystem könnte dies in einem Jahr schaffen.

Aufgrund der Tatsache, dass die Maschine auf der Grundlage früherer Versionen erstellt wurde, konnte der englische Mechaniker kein Patent dafür erhalten. Designer versuchten, die Erfindung für die Bewegung zu nutzen Fahrzeug, aber erfolglos. Die Geschichte der Erfindung der Dampfmaschine endete hier nicht.

Watts Erfindung

James Watt war der erste, der Geräte erfand, die kompakt, aber leistungsstark genug waren. Die Dampfmaschine war die erste ihrer Art. Ein Mechaniker der Universität Glasgow begann 1763 mit der Reparatur der Dampfanlage von Newcomen. Durch die Reparatur erkannte er, wie der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden konnte. Dazu war es notwendig, den Zylinder in einem konstant beheizten Zustand zu halten. Allerdings konnte Watts Dampfmaschine erst fertig werden, wenn das Problem der Dampfkondensation gelöst war.

Die Lösung kam, als ein Mechaniker an den Wäschereien vorbeikam und bemerkte, dass unter den Kesselabdeckungen Dampfwolken austraten. Er erkannte, dass Dampf ein Gas ist und sich in einem Zylinder mit reduziertem Druck bewegen muss.

Die innere Enge erreicht haben Dampfzylinder Mit Hilfe eines in Öl getränkten Hanfseils gelang es Watt, den atmosphärischen Druck zu überwinden. Das war ein großer Schritt nach vorne.

Im Jahr 1769 erhielt ein Mechaniker ein Patent, das besagte, dass die Temperatur des Motors einer Dampfmaschine immer gleich der Temperatur des Dampfes sein würde. Für den unglücklichen Erfinder lief es jedoch nicht so gut wie erwartet. Er wurde gezwungen, das Patent für Schulden zu verpfänden.

1772 lernte er Matthew Bolton kennen, einen wohlhabenden Industriellen. Er kaufte Watts Patente und gab sie zurück. Der Erfinder nahm mit Unterstützung von Bolton seine Arbeit wieder auf. Im Jahr 1773 wurde Watts Dampfmaschine getestet und es zeigte sich, dass sie deutlich weniger Kohle verbrauchte als ihre Gegenstücke. Ein Jahr später begann die Produktion seiner Autos in England.

Im Jahr 1781 gelang es dem Erfinder, seine nächste Kreation zu patentieren – eine Dampfmaschine zum Antrieb von Industriemaschinen. All diese Technologien werden es mit der Zeit ermöglichen, Züge und Dampfschiffe mit Dampf zu bewegen. Dies wird das Leben eines Menschen völlig verändern.

Einer der Menschen, die das Leben vieler veränderten, war James Watt, dessen Dampfmaschine den technischen Fortschritt beschleunigte.

Polzunovs Erfindung

Der Entwurf der ersten Dampfmaschine, die verschiedene Arbeitsmechanismen antreiben konnte, stammt aus dem Jahr 1763. Es wurde vom russischen Mechaniker I. Polzunov entwickelt, der in den Altai-Bergwerken arbeitete.

Der Leiter der Fabriken wurde mit dem Projekt vertraut gemacht und erhielt von St. Petersburg aus grünes Licht für die Herstellung des Geräts. Die Dampfmaschine von Polzunov wurde anerkannt und die Arbeit an ihrer Herstellung wurde dem Autor des Projekts anvertraut. Letzterer wollte das Modell zunächst im Miniaturformat zusammenbauen, um mögliche Mängel, die auf dem Papier nicht sichtbar waren, zu identifizieren und zu beseitigen. Ihm wurde jedoch befohlen, mit dem Bau einer großen, leistungsstarken Maschine zu beginnen.

Polzunov wurden Gehilfen zur Verfügung gestellt, von denen zwei handwerklich begabt waren und zwei für Hilfsarbeiten erforderlich waren. Die Herstellung der Dampfmaschine dauerte ein Jahr und neun Monate. Als Polzunovs Dampfmaschine fast fertig war, erkrankte er an Schwindsucht. Der Schöpfer starb wenige Tage vor den ersten Tests.

Alle Aktionen in der Maschine erfolgten automatisch; sie konnte kontinuierlich arbeiten. Dies wurde 1766 bewiesen, als Polzunovs Schüler die letzten Tests durchführten. Einen Monat später wurde die Anlage in Betrieb genommen.

Das Auto machte nicht nur das ausgegebene Geld wieder gut, sondern bescherte seinen Besitzern auch einen Gewinn. Im Herbst leckte der Kessel und die Arbeiten wurden eingestellt. Das Gerät konnte repariert werden, die Werksleitung hatte daran aber kein Interesse. Das Auto wurde aufgegeben und ein Jahrzehnt später als unnötig demontiert.

Funktionsprinzip

Zum Betrieb der gesamten Anlage ist ein Dampfkessel erforderlich. Der entstehende Dampf dehnt sich aus und drückt auf den Kolben, wodurch mechanische Teile in Bewegung gesetzt werden.

Das Funktionsprinzip lässt sich anhand der folgenden Abbildung besser verstehen.

Ohne auf Einzelheiten einzugehen, besteht die Aufgabe einer Dampfmaschine darin, die Energie des Dampfes in die mechanische Bewegung eines Kolbens umzuwandeln.

Effizienz

Der Wirkungsgrad einer Dampfmaschine wird durch das Verhältnis der nutzbaren mechanischen Arbeit im Verhältnis zur aufgewendeten Wärmemenge des Brennstoffs bestimmt. Die dabei freigesetzte Energie Umfeld als Wärme.

Der Wirkungsgrad einer Dampfmaschine wird in Prozent gemessen. Der praktische Wirkungsgrad liegt bei 1–8 %. Wenn ein Kondensator vorhanden ist und der Strömungsweg erweitert wird, kann der Wert bis zu 25 % ansteigen.

Vorteile

Der Hauptvorteil von Dampfanlagen besteht darin, dass der Kessel jede Wärmequelle, sowohl Kohle als auch Uran, als Brennstoff nutzen kann. Dies unterscheidet ihn deutlich von einem Verbrennungsmotor. Abhängig von der Art des letzteren ist eine bestimmte Art von Kraftstoff erforderlich.

Die Geschichte der Erfindung der Dampfmaschine hat Vorteile gezeigt, die auch heute noch spürbar sind, da für das Dampfäquivalent Kernenergie genutzt werden kann. Ein Kernreaktor allein kann seine Energie nicht in Energie umwandeln mechanische Arbeit, aber es ist in der Lage, eine große Menge Wärme zu erzeugen. Daraus wird Dampf erzeugt, der das Auto in Bewegung setzt. Sonnenenergie kann auf die gleiche Weise genutzt werden.

Dampflokomotiven funktionieren in großen Höhen gut. Die Effizienz ihrer Arbeit wird durch den niedrigen Luftdruck in den Bergen nicht beeinträchtigt. In den Bergen Lateinamerikas werden noch immer Dampflokomotiven eingesetzt.

In Österreich und der Schweiz werden neue Versionen von mit Trockendampf betriebenen Dampflokomotiven eingesetzt. Sie zeigen hohe Effizienz Dank vieler Verbesserungen. Sie sind wartungsfrei und verbrauchen leichte Erdölfraktionen als Brennstoff. In wirtschaftlicher Hinsicht sind sie mit modernen Elektrolokomotiven vergleichbar. Gleichzeitig sind Dampflokomotiven viel leichter als ihre Diesel- und Elektrolokomotiven. Das großer Vorteil unter bergigen Bedingungen.

Mängel

Zu den Nachteilen gehört vor allem die geringe Effizienz. Hinzu kommen die Sperrigkeit des Designs und die geringe Geschwindigkeit. Besonders deutlich wurde dies nach dem Aufkommen des Verbrennungsmotors.

Anwendung

Es ist bereits bekannt, wer die Dampfmaschine erfunden hat. Es bleibt herauszufinden, wo sie verwendet wurden. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts wurden Dampfmaschinen in der Industrie eingesetzt. Sie wurden auch für den Eisenbahn- und Dampftransport eingesetzt.

Fabriken, die Dampfmaschinen betrieben:

• Zucker;
• übereinstimmen;
• Papiermühlen;
• Textil;
• Lebensmittelunternehmen (in einigen Fällen).

Zu dieser Ausrüstung gehören auch Dampfturbinen. Mit ihrer Hilfe arbeiten noch immer Stromerzeuger. Etwa 80 % des weltweiten Stroms werden mit Dampfturbinen erzeugt.

Einst wurden sie geschaffen Verschiedene Arten von einer Dampfmaschine angetriebener Transport. Einige haben aufgrund ungelöster Probleme keine Wurzeln geschlagen, während andere auch heute noch funktionieren.

Dampfbetriebener Transport:

• Automobil;
• Traktor;
• Bagger;
• Flugzeug;
• Lokomotive;
• Schiff;
• Traktor.

Dies ist die Geschichte der Erfindung der Dampfmaschine. Betrachten wir kurz ein erfolgreiches Beispiel des Serpolle-Rennwagens aus dem Jahr 1902. Es stellte einen Geschwindigkeitsweltrekord von 120 km/h an Land auf. Aus diesem Grund waren Dampfautos konkurrenzfähig zu ihren elektrischen und benzinbetriebenen Gegenstücken.

So wurden im Jahr 1900 in den USA die meisten Dampfmaschinen hergestellt. Bis in die dreißiger Jahre des 20. Jahrhunderts waren sie auf den Straßen zu finden.

Die meisten dieser Transportarten wurden nach dem Aufkommen des Verbrennungsmotors, dessen Effizienz viel höher ist, unbeliebt. Solche Autos waren sparsamer, dabei leicht und schnell.

Steampunk als Trend der Ära der Dampfmaschinen

Sprechen über Dampfmaschinen Ich möchte einen beliebten Trend erwähnen – Steampunk. Der Begriff besteht aus zwei englische Wörter- „Dampf“ und „Protest“. Steampunk ist eine Art Science-Fiction, die die Geschichte der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts im viktorianischen England erzählt. Diese Periode in der Geschichte wird oft als das Zeitalter des Dampfes bezeichnet.

Alle Werke haben eine Besonderheit- Sie erzählen vom Leben in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts, der Erzählstil erinnert an den Roman „Die Zeitmaschine“ von H.G. Wells. Die Geschichten beschreiben Stadtlandschaften, öffentliche Gebäude und Technologie. Einen besonderen Platz nehmen Luftschiffe, antike Autos und bizarre Erfindungen ein. Alle Metallteile wurden mit Nieten befestigt, da noch nicht geschweißt wurde.

Der Begriff „Steampunk“ entstand 1987. Seine Popularität ist mit dem Erscheinen des Romans „The Difference Engine“ verbunden. Es wurde 1990 von William Gibson und Bruce Sterling geschrieben.

Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden mehrere berühmte Filme in dieser Richtung veröffentlicht:

• "Zeitmaschine";
• "Die Liga der außergewöhnlichen Gentlemen";
• „Van Helsing“.

Zu den Vorläufern des Steampunk zählen die Werke von Jules Verne und Grigory Adamov. Das Interesse an diesem Trend zeigt sich von Zeit zu Zeit in allen Lebensbereichen – vom Kino bis zur Alltagskleidung.

Ich werde die Besichtigung der Museumsausstellung überspringen und direkt in den Turbinenraum gehen. Jeder Interessierte kann es finden Vollversion Beitrag auf meinem LJ. Der Maschinenraum befindet sich in diesem Gebäude:

29. Als ich hineinging, war ich atemlos vor Freude – in der Halle befand sich die schönste Dampfmaschine, die ich je gesehen hatte. Es war ein echter Steampunk-Tempel – ein heiliger Ort für alle Anhänger der Ästhetik der Steam-Ära. Ich war erstaunt über das, was ich sah, und mir wurde klar, dass es nicht umsonst war, dass ich in diese Stadt kam und dieses Museum besuchte.

30. Neben der riesigen Dampfmaschine, die das Hauptobjekt des Museums darstellt, wurden hier auch verschiedene Beispiele kleinerer Dampfmaschinen präsentiert und zahlreiche Informationsstände erzählten die Geschichte der Dampftechnik. Auf diesem Foto sehen Sie eine voll funktionsfähige 12-PS-Dampfmaschine.

31. Hand für Maßstab. Die Maschine wurde 1920 hergestellt.

32. Neben dem Hauptexemplar des Museums ist ein Kompressor aus dem Jahr 1940 ausgestellt.

33. Dieser Kompressor wurde früher in den Eisenbahnwerkstätten am Bahnhof Werdau eingesetzt.

34. Schauen wir uns nun das zentrale Exponat der Museumsausstellung genauer an – eine 600-PS-Dampfmaschine aus dem Jahr 1899, der die zweite Hälfte dieses Beitrags gewidmet sein wird.

35. Die Dampfmaschine ist ein Symbol der industriellen Revolution, die im späten 18. und frühen 19. Jahrhundert in Europa stattfand. Obwohl die ersten Muster von Dampfmaschinen zu Beginn des 18. Jahrhunderts von verschiedenen Erfindern hergestellt wurden, waren sie alle für den industriellen Einsatz ungeeignet, da sie eine Reihe von Nachteilen aufwiesen. Der weit verbreitete Einsatz von Dampfmaschinen in der Industrie wurde erst möglich, nachdem der schottische Erfinder James Watt den Mechanismus der Dampfmaschine verbessert hatte, sodass sie einfacher zu bedienen, sicherer und fünfmal leistungsstärker als bisherige Modelle war.

36. James Watt ließ seine Erfindung 1775 patentieren und bereits in den 1880er Jahren drangen seine Dampfmaschinen in die Fabriken ein und wurden zum Katalysator für die industrielle Revolution. Dies geschah vor allem, weil es James Watt gelang, einen Mechanismus zur Umwandlung der Translationsbewegung einer Dampfmaschine in eine Rotationsbewegung zu entwickeln. Alle zuvor existierenden Dampfmaschinen konnten nur translatorische Bewegungen ausführen und nur als Pumpen eingesetzt werden. Und Watts Erfindung konnte bereits das Rad einer Mühle oder den Antrieb von Fabrikmaschinen drehen.

37. Im Jahr 1800 produzierte das Unternehmen Watt und sein Partner Bolton 496 Dampfmaschinen, von denen nur 164 als Pumpen eingesetzt wurden. Und bereits 1810 gab es in England 5.000 Dampfmaschinen, und diese Zahl verdreifachte sich in den nächsten 15 Jahren. Im Jahr 1790 verkehrte das erste Dampfschiff zwischen Philadelphia und Burlington in den Vereinigten Staaten und beförderte bis zu dreißig Passagiere. Im Jahr 1804 baute Richard Trevinthick die erste funktionierende Dampflokomotive. Es begann die Ära der Dampfmaschinen, die das ganze 19. Jahrhundert andauerte Eisenbahn und die erste Hälfte des zwanzigsten.

38. Es war kurz historische Referenz Kehren wir nun zum Hauptgegenstand der Museumsausstellung zurück. Die auf den Bildern zu sehende Dampfmaschine wurde 1899 von der Zwikauer Maschinenfabrik AG hergestellt und im Maschinenraum der Spinnerei „C.F.Schmelzer und Sohn“ installiert. Die Dampfmaschine sollte Spinnmaschinen antreiben und wurde in dieser Funktion bis 1941 eingesetzt.

39. Schickes Namensschild. Damals wurden Industriemaschinen mit großem Augenmerk auf Ästhetik und Stil hergestellt; nicht nur die Funktionalität war wichtig, sondern auch die Schönheit, die sich in jedem Detail dieser Maschine widerspiegelt. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts kaufte einfach niemand hässliche Geräte.

40. Die Spinnerei „C.F.Schmelzer und Sohn“ wurde 1820 auf dem Gelände des heutigen Museums gegründet. Bereits 1841 wurde im Werk die erste Dampfmaschine mit einer Leistung von 8 PS installiert. zum Antrieb von Spinnmaschinen, die 1899 durch eine neue, leistungsstärkere und modernere ersetzt wurde.

41. Die Fabrik existierte bis 1941, dann wurde die Produktion aufgrund des Kriegsausbruchs eingestellt. Zweiundvierzig Jahre lang wurde die Maschine bestimmungsgemäß als Antrieb für Spinnmaschinen verwendet und nach Kriegsende 1945 - 1951 als Notstromquelle genutzt, woraufhin sie schließlich geschrieben wurde aus der Bilanz des Unternehmens ausgebucht.

42. Wie viele seiner Brüder wäre das Auto gekürzt worden, wenn nicht ein Faktor gewesen wäre. Diese Maschine war die erste Dampfmaschine in Deutschland, die über Rohre aus einem entfernt liegenden Kesselhaus Dampf erhielt. Darüber hinaus verfügte es über ein Achsverstellsystem von PROELL. Dank dieser Faktoren erhielt das Auto 1959 den Status eines historischen Denkmals und wurde zu einem Museum. Leider wurden 1992 alle Fabrikgebäude und das Kesselhausgebäude abgerissen. Von der ehemaligen Spinnerei ist nur noch dieser Maschinenraum übrig.

43. Magische Ästhetik der Dampfära!

44. Typenschild am Gehäuse des Achsverstellsystems von PROELL. Das System regelte die Abschaltung – die Dampfmenge, die in den Zylinder eingelassen wird. Mehr Abschaltung bedeutet mehr Effizienz, aber weniger Leistung.

45. Geräte.

46. ​​​​Beabsichtigt dieses Auto ist eine Mehrfachexpansionsdampfmaschine (oder wie sie auch Verbundmaschine genannt wird). Bei Maschinen dieser Art dehnt sich Dampf nacheinander in mehreren Zylindern mit zunehmendem Volumen aus und bewegt sich von Zylinder zu Zylinder, was den Wirkungsgrad des Motors deutlich steigern kann. Diese Maschine verfügt über drei Zylinder: In der Mitte des Rahmens befindet sich ein Hochdruckzylinder, in den frischer Dampf aus dem Heizraum eingespeist wurde. Nach einem Expansionszyklus wurde der Dampf dann in den Mitteldruckzylinder übertragen , der sich rechts vom Hochdruckzylinder befindet.

47. Nach Abschluss der Arbeiten wanderte der Dampf vom Mitteldruckzylinder zum Niederdruckzylinder, den Sie auf diesem Foto sehen, und wurde nach Abschluss der letzten Expansion über ein separates Rohr abgelassen. Auf diese Weise wurde eine möglichst vollständige Nutzung der Dampfenergie erreicht.

48. Die stationäre Leistung dieser Anlage betrug 400-450 PS, maximal 600 PS.

49. Der Mutterrahmen für Maschinenreparatur und -wartung hat eine beeindruckende Größe. Darunter befinden sich Seile, mit deren Hilfe die Drehbewegung vom Schwungrad der Maschine auf ein mit den Spinnmaschinen verbundenes Getriebe übertragen wurde.

50. Tadellose Belle-Époque-Ästhetik in jedem Detail.

51. Auf diesem Foto sehen Sie den Aufbau der Maschine im Detail. Der im Zylinder expandierende Dampf übertrug Energie auf den Kolben, der wiederum eine Translationsbewegung ausführte und diese auf den Kurbel-Schieber-Mechanismus übertrug, in dem sie in Rotation umgewandelt und auf das Schwungrad und weiter auf das Getriebe übertragen wurde.

52. An die Dampfmaschine war früher auch ein Generator angeschlossen elektrischer Strom, das ebenfalls in ausgezeichnetem Originalzustand erhalten ist.

53. Früher befand sich an dieser Stelle ein Generator.

54. Mechanismus zur Übertragung des Drehmoments vom Schwungrad auf den Generator.

55. Anstelle des Generators wurde nun ein Elektromotor eingebaut, mit dessen Hilfe mehrere Tage im Jahr die Dampfmaschine zur Belustigung des Publikums in Gang gesetzt wird. Das Museum veranstaltet jedes Jahr die „Steam Days“, eine Veranstaltung, die Dampfmaschinen-Enthusiasten und Modellbauer zusammenbringt. Heutzutage wird auch die Dampfmaschine angetrieben.

56. Originalgenerator Gleichstrom steht jetzt beiseite. Früher wurde damit Strom für die Beleuchtung einer Fabrik erzeugt.

57. Laut Typenschild 1899 von der Elektrotechnischen & Maschinenfabrik Ernst Walther in Werdau hergestellt, auf dem Originaltypenschild steht jedoch das Jahr 1901.

58. Da ich an diesem Tag der einzige Besucher des Museums war, hinderte mich niemand daran, die Ästhetik dieses Ortes allein mit dem Auto zu genießen. Darüber hinaus trug die Abwesenheit von Menschen dazu bei, gute Fotos zu bekommen.

59. Nun ein paar Worte zur Übertragung. Wie auf diesem Foto zu sehen ist, weist die Oberfläche des Schwungrads 12 Rillen für Seile auf, mit deren Hilfe die Drehbewegung des Schwungrads weiter auf die Übertragungselemente übertragen wurde.

60. Das Getriebe, bestehend aus durch Wellen verbundenen Rädern unterschiedlichen Durchmessers, verteilte die Drehbewegung auf mehrere Etagen des Fabrikgebäudes, auf denen sich Spinnmaschinen befanden, angetrieben durch Energie, die über ein Getriebe von einer Dampfmaschine übertragen wurde.

61. Nahaufnahme eines Schwungrads mit Rillen für Seile.

62. Hier sind deutlich die Elemente des Getriebes zu erkennen, mit dessen Hilfe das Drehmoment auf eine unterirdisch verlaufende Welle übertragen wurde und die Drehbewegung auf das an den Maschinenraum angrenzende Fabrikgebäude, in dem sich die Maschinen befanden, übertrug.

63. Leider ist das Fabrikgebäude nicht erhalten geblieben und hinter der Tür, die zum Nachbargebäude führte, herrscht nur noch Leere.

64. Unabhängig davon ist die elektrische Schalttafel zu erwähnen, die an sich schon ein Kunstwerk ist.

65. Ein Marmorbrett in einem wunderschönen Holzrahmen mit darauf befindlichen Hebel- und Sicherungsreihen, eine luxuriöse Laterne, stilvolle Geräte – Belle Époque in all ihrer Pracht.

66. Beeindruckend sind zwei riesige Sicherungen zwischen der Lampe und den Instrumenten.

67. Sicherungen, Hebel, Regler – alle Geräte sind ästhetisch ansprechend. Es ist zu erkennen, dass bei der Erstellung dieses Schildes ca Aussehen waren nicht ihre geringste Sorge.

68. Unter jedem Hebel und jeder Sicherung befindet sich ein „Knopf“ mit der Aufschrift, dass dieser Hebel sie ein-/ausschaltet.

69. Der Glanz der Technik aus der Zeit der „Belle Epoque“.

70. Am Ende der Geschichte kehren wir zum Auto zurück und genießen die entzückende Harmonie und Ästhetik seiner Details.

71. Steuerventile für einzelne Maschinenkomponenten.

72. Tropföler zum Schmieren beweglicher Komponenten und Baugruppen der Maschine.

73. Dieses Gerät wird als Schmiernippel bezeichnet. Vom beweglichen Teil der Maschine aus werden Schnecken in Bewegung gesetzt, die den Ölerkolben bewegen und Öl zu den Reibflächen pumpen. Nachdem der Kolben den Totpunkt erreicht hat, wird er durch Drehen des Griffs wieder angehoben und der Zyklus wiederholt sich.

74. Wie schön! Pure Freude!

75. Autozylinder mit Einlassventilsäulen.

76. Noch mehr Ölkanister.

77. Steampunk-Ästhetik in klassischer Form.

78. Nockenwelle Maschine, die die Dampfzufuhr zu den Zylindern reguliert.

79.

80.

81. Das alles ist sehr, sehr schön! Beim Besuch dieses Maschinenraums empfing ich eine Menge Inspiration und freudige Emotionen.

82. Wenn Sie das Schicksal plötzlich in die Region Zwickau verschlägt, sollten Sie unbedingt dieses Museum besuchen, Sie werden es nicht bereuen. Website des Museums und seine Koordinaten: 50°43"58"N 12°22"25"E