Dampfmechanismus. Geschichte der Dampfmaschinen. Zylinder und Spulenrohr

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 präsentiert Dampfmaschinen kleinere 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 Funktionalität war wichtig, sondern auch 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. Dieses Auto war die erste Dampfmaschine in Deutschland, die Dampf über Rohre aus einem entfernten Kesselhaus 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 geblieben.

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. ​​​​​​Von ihrer Konstruktion her handelt es sich bei dieser Maschine um eine Mehrfachexpansions-Dampfmaschine (oder wie sie auch als Verbundmaschine bezeichnet 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 das mit den Spinnmaschinen verbundene 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. Früher war an die Dampfmaschine auch ein Stromgenerator angeschlossen, der 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 an mehreren Tagen 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 das elektrische Bedienfeld zu erwähnen, das 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

Die Erfindung der Dampfmaschine war ein Wendepunkt in der Geschichte der Menschheit. Irgendwann an der Wende vom 17. zum 18. Jahrhundert begann man, ineffiziente Handarbeit, Wasserräder und völlig neue und einzigartige Mechanismen zu ersetzen – Dampfmaschinen. Ihnen ist es zu verdanken, dass die technischen und industriellen Revolutionen und tatsächlich der gesamte Fortschritt der Menschheit möglich wurden.

Aber wer hat die Dampfmaschine erfunden? Wem verdankt die Menschheit das? Und wann war das? Wir werden versuchen, Antworten auf all diese Fragen zu finden.

Schon vor unserer Zeitrechnung

Die Entstehungsgeschichte der Dampfmaschine beginnt in den ersten Jahrhunderten vor Christus. Heron von Alexandria beschrieb einen Mechanismus, der erst zu funktionieren begann, wenn er Dampf ausgesetzt wurde. Das Gerät war eine Kugel, an der Düsen angebracht waren. Aus den Düsen trat tangential Dampf aus, der den Motor in Rotation versetzte. Dies war das erste Gerät, das mit Dampf betrieben wurde.

Der Schöpfer der Dampfmaschine (oder besser gesagt der Turbine) ist Taghi al-Dinome (arabischer Philosoph, Ingenieur und Astronom). Seine Erfindung wurde im 16. Jahrhundert in Ägypten weithin bekannt. Der Mechanismus war wie folgt konstruiert: Dampfströme wurden mit Klingen direkt auf den Mechanismus gerichtet, und wenn Rauch ausströmte, drehten sich die Klingen. Der italienische Ingenieur Giovanni Branca schlug 1629 etwas Ähnliches vor. Der Hauptnachteil all dieser Erfindungen bestand darin Hoher Verbrauch Dampf, der wiederum große Energiemengen erforderte und nicht praktikabel war. Die Entwicklungen wurden eingestellt, weil die wissenschaftlichen und technischen Kenntnisse der damaligen Menschheit nicht ausreichten. Darüber hinaus bestand für solche Erfindungen überhaupt kein Bedarf.

Entwicklungen

Bis zum 17. Jahrhundert war der Bau einer Dampfmaschine unmöglich. Doch sobald das Niveau der menschlichen Entwicklung in die Höhe schoss, erschienen sofort die ersten Kopien und Erfindungen. Obwohl sie damals niemand ernst nahm. Beispielsweise veröffentlichte 1663 ein englischer Wissenschaftler in der Presse einen Entwurf seiner Erfindung, den er in Raglan Castle installierte. Sein Gerät diente dazu, Wasser auf die Wände der Türme zu heben. Allerdings wurde dieses Projekt, wie alles Neue und Unbekannte, mit Zweifeln angenommen und es gab keine Sponsoren für seine Weiterentwicklung.

Die Geschichte der Entwicklung einer Dampfmaschine beginnt mit der Erfindung der Dampf-Atmosphären-Maschine. Im Jahr 1681 erfand ein französischer Wissenschaftler ein Gerät, das Wasser aus Minen pumpte. Als Antriebskraft diente zunächst Schießpulver, später wurde es durch Wasserdampf ersetzt. So entstand die Dampf-Atmosphären-Maschine. Die Wissenschaftler aus England, Thomas Newcomen und Thomas Severen, leisteten einen großen Beitrag zu seiner Verbesserung. Auch der russische Autodidakt Iwan Polzunow leistete unschätzbare Hilfe.

Papens gescheiterter Versuch

Die Dampf-Atmosphären-Maschine, die damals alles andere als perfekt war, zog an Besondere Aufmerksamkeit im Bereich Schiffbau. D. Papen gab seine letzten Ersparnisse für den Kauf eines kleinen Schiffes aus, auf dem er begann, eine wasserfördernde Dampf-Atmosphärenmaschine aus eigener Produktion zu installieren. Der Wirkungsmechanismus bestand darin, dass das Wasser beim Fallen aus großer Höhe begann, die Räder zu drehen.

Der Erfinder führte seine Versuche 1707 an der Fulda durch. Viele Menschen versammelten sich, um das Wunder zu betrachten: ein Schiff, das ohne Segel und Ruder den Fluss entlangfuhr. Während der Tests kam es jedoch zu einer Katastrophe: Der Motor explodierte und mehrere Menschen kamen ums Leben. Die Behörden waren wütend auf den erfolglosen Erfinder und untersagten ihm jegliche Arbeit und Projekte. Das Schiff wurde beschlagnahmt und zerstört, einige Jahre später starb Papen selbst.

Fehler

Das Papen-Dampfschiff hatte das folgende Funktionsprinzip. Es war notwendig, eine kleine Menge Wasser in den Boden des Zylinders zu gießen. Unter dem Zylinder selbst befand sich eine Kohlenpfanne, die zum Erhitzen der Flüssigkeit diente. Als das Wasser zu kochen begann, dehnte sich der entstehende Dampf aus und hob den Kolben an. Durch ein speziell ausgestattetes Ventil wurde Luft aus dem Raum über dem Kolben herausgedrückt. Nachdem das Wasser zu kochen begann und Dampf auszuströmen begann, musste die Fritteuse entfernt, das Ventil geschlossen werden, um die Luft zu entfernen, und kaltes Wasser zum Kühlen der Zylinderwände verwendet werden. Dank dieser Maßnahmen kondensierte der Dampf im Zylinder, es bildete sich ein Vakuum unter dem Kolben und dank der Kraft des atmosphärischen Drucks kehrte der Kolben an seinen ursprünglichen Platz zurück. Während seiner Abwärtsbewegung wurde nützliche Arbeit geleistet. Der Wirkungsgrad von Papens Dampfmaschine war jedoch negativ. Der Schiffsmotor war äußerst unwirtschaftlich. Und vor allem war die Bedienung zu komplex und unpraktisch. Daher hatte Papins Erfindung von Anfang an keine Zukunft.

Anhänger

Damit war die Entstehungsgeschichte der Dampfmaschine jedoch noch nicht zu Ende. Der nächste, viel erfolgreicher als Papen, war der englische Wissenschaftler Thomas Newcomen. Er studierte lange Zeit die Werke seiner Vorgänger und konzentrierte sich dabei auf Schwachpunkte. Und er nutzte das Beste aus ihrer Arbeit und schuf 1712 seinen eigenen Apparat. Die neue Dampfmaschine (Foto dargestellt) wurde wie folgt konstruiert: Es wurden ein Zylinder verwendet, der sich in vertikaler Position befand, sowie ein Kolben. Newcomen hat dies aus Papins Werk übernommen. In einem anderen Kessel bildete sich jedoch bereits Dampf. Um den Kolben wurde eine feste Haut befestigt, die die Dichtheit im Inneren des Dampfzylinders deutlich erhöhte. Auch diese Maschine war dampfatmosphärisch (Wasser stieg aus der Mine unter atmosphärischem Druck auf). Die Hauptnachteile der Erfindung waren ihre Sperrigkeit und Ineffizienz: Die Maschine „fraß“ eine große Menge Kohle. Allerdings brachte sie weitaus mehr Vorteile als Papens Erfindung. Daher wurde es fast fünfzig Jahre lang in Kerkern und Minen eingesetzt. Es diente zum Abpumpen von Grundwasser und auch zum Entleeren von Schiffen. Ich habe versucht, mein Auto so umzubauen, dass es für den Verkehr genutzt werden kann. Alle seine Versuche waren jedoch erfolglos.

Der nächste Wissenschaftler, der sich meldete, war D. Hull aus England. 1736 präsentierte er der Welt seine Erfindung: eine Dampf-Atmosphären-Maschine, die Schaufelräder als Antrieb hatte. Seine Entwicklung war erfolgreicher als die von Papin. Mehrere dieser Schiffe wurden sofort freigegeben. Sie wurden hauptsächlich zum Schleppen von Lastkähnen, Schiffen und anderen Wasserfahrzeugen eingesetzt. Die Zuverlässigkeit der Dampf-Atmosphären-Maschine erweckte jedoch kein Vertrauen, und die Schiffe waren mit Segeln als Hauptantriebsgerät ausgestattet.

Und obwohl Hull mehr Glück hatte als Papin, verloren seine Erfindungen allmählich an Bedeutung und wurden aufgegeben. Dennoch hatten die damaligen Dampf-Atmosphären-Maschinen viele spezifische Mängel.

Die Geschichte der Entstehung einer Dampfmaschine in Russland

Der nächste Durchbruch erfolgte im Russischen Reich. Im Jahr 1766 entstand im Hüttenwerk in Barnaul die erste Dampfmaschine, die mit speziellen Gebläsen die Schmelzöfen mit Luft versorgte. Sein Schöpfer war Iwan Iwanowitsch Polzunow, der für seine Verdienste um sein Heimatland sogar einen Offiziersrang erhielt. Der Erfinder legte seinen Vorgesetzten Zeichnungen und Pläne für ein „Feuerwehrauto“ vor, das Blasebälge antreiben konnte.

Doch das Schicksal spielte Polzunov einen grausamen Scherz: Sieben Jahre nach der Annahme seines Projekts und der Montage des Autos erkrankte er und starb an Schwindsucht – nur eine Woche bevor die Tests seines Motors begannen. Seine Anweisungen reichten jedoch aus, um den Motor zu starten.

So wurde am 7. August 1766 die Dampfmaschine von Polzunov vom Stapel gelassen und unter Last gesetzt. Allerdings brach es bereits im November desselben Jahres zusammen. Als Ursache erwiesen sich zu dünne Kesselwände, die nicht für die Belastung ausgelegt waren. Darüber hinaus schrieb der Erfinder in seiner Anleitung, dass dieser Kessel nur während der Erprobung verwendet werden dürfe. Die Herstellung eines neuen Kessels würde sich leicht amortisieren, da der Wirkungsgrad von Polzunovs Dampfmaschine positiv war. In 1023 Arbeitsstunden wurden mit seiner Hilfe mehr als 14 Pfund Silber geschmolzen!

Trotzdem begann niemand, den Mechanismus zu reparieren. Polzunovs Dampfmaschine verstaubte mehr als 15 Jahre lang in einem Lagerhaus, bis die Welt der Industrie stillstand und sich entwickelte. Und dann wurde es komplett in Einzelteile zerlegt. Anscheinend war Russland zu diesem Zeitpunkt noch nicht reif genug für den Einsatz von Dampfmaschinen.

Anforderungen der Zeit

Unterdessen stand das Leben nicht still. Und die Menschheit hat ständig darüber nachgedacht, einen Mechanismus zu schaffen, der es uns ermöglichen würde, uns nicht auf die launische Natur zu verlassen, sondern unser eigenes Schicksal zu kontrollieren. Jeder wollte so schnell wie möglich das Segel verlassen. Daher blieb die Frage nach der Schaffung eines Dampfmechanismus ständig in der Luft. Im Jahr 1753 wurde in Paris ein Wettbewerb zwischen Handwerkern, Wissenschaftlern und Erfindern ausgeschrieben. Die Akademie der Wissenschaften hat eine Belohnung für jeden angekündigt, der einen Mechanismus entwickeln kann, der die Kraft des Windes ersetzen kann. Doch trotz der Tatsache, dass Köpfe wie L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix und andere am Wettbewerb teilnahmen, kam niemand auf einen tragfähigen Vorschlag.

Die Jahre vergingen. Und die industrielle Revolution erfasste immer mehr Länder. Der Vorrang und die Führung unter anderen Mächten gingen ausnahmslos an England. Ende des 18. Jahrhunderts war es Großbritannien, das zum Schöpfer der Großindustrie wurde und sich den Titel eines Weltmonopols in dieser Industrie sicherte. Frage über mechanischer Motor wurde von Tag zu Tag relevanter. Und ein solcher Motor wurde geschaffen.

Die erste Dampfmaschine der Welt

Das Jahr 1784 war ein Wendepunkt für England und die Welt in der industriellen Revolution. Und dafür verantwortlich war der englische Mechaniker James Watt. Die von ihm geschaffene Dampfmaschine wurde zur berühmtesten Entdeckung des Jahrhunderts.

Mehrere Jahre lang habe ich die Zeichnungen, den Aufbau und die Funktionsweise von Dampf-Atmosphären-Maschinen studiert. Und auf dieser Grundlage kam er zu dem Schluss, dass es für einen effizienten Betrieb des Motors notwendig ist, die Temperaturen des Wassers im Zylinder und des Dampfes, der in den Mechanismus eintritt, auszugleichen. Der Hauptnachteil dampfatmosphärischer Maschinen war die ständige Notwendigkeit, den Zylinder mit Wasser zu kühlen. Es war teuer und unbequem.

Die neue Dampfmaschine war anders konstruiert. Daher war der Zylinder von einem speziellen Dampfmantel umgeben. Dadurch erreichte Watt seinen konstant erhitzten Zustand. Der Erfinder schuf ein spezielles, in kaltes Wasser getauchtes Gefäß (Kondensator). Über ein Rohr war ein Zylinder damit verbunden. Als der Dampf im Zylinder erschöpft war, gelangte er durch das Rohr in den Kondensator und verwandelte sich dort wieder in Wasser. Während er an der Verbesserung seiner Maschine arbeitete, erzeugte Watt ein Vakuum im Kondensator. Dadurch wurde der gesamte aus dem Zylinder kommende Dampf darin kondensiert. Dank dieser Innovation wurde der Prozess der Dampfexpansion stark beschleunigt, was es wiederum ermöglichte, aus der gleichen Dampfmenge viel mehr Energie zu gewinnen. Es war ein krönender Erfolg.

Der Erfinder der Dampfmaschine veränderte auch das Prinzip der Luftzufuhr. Nun fiel der Dampf zunächst unter den Kolben und hob ihn dadurch an, um sich dann über dem Kolben zu sammeln und ihn abzusenken. Dadurch wurden beide Kolbenhübe im Mechanismus funktionsfähig, was vorher nicht einmal möglich war. Und der Kohleverbrauch pro Person Pferdestärken war jeweils viermal kleiner als die von Dampf-Atmosphären-Maschinen, was James Watt suchte. Die Dampfmaschine eroberte sehr schnell zunächst Großbritannien und dann die ganze Welt.

„Charlotte Dundas“

Nachdem die ganze Welt von der Erfindung von James Watt begeistert war, begann der weit verbreitete Einsatz von Dampfmaschinen. So erschien 1802 das erste dampfbetriebene Schiff in England – die Charlotte Dundas. Als sein Schöpfer gilt William Symington. Das Boot wurde zum Schleppen von Lastkähnen entlang des Kanals verwendet. Die Antriebsrolle des Schiffes übernahm ein am Heck montiertes Schaufelrad. Das Boot bestand die Tests beim ersten Mal erfolgreich: Es schleppte zwei riesige Lastkähne in sechs Stunden 18 Meilen weit. Gleichzeitig wurde er durch den Gegenwind stark behindert. Aber er hat es geschafft.

Und doch wurde es aufgelegt, weil man befürchtete, dass durch die starken Wellen, die unter dem Schaufelrad entstanden, die Ufer des Kanals weggespült würden. Übrigens war der Mann, den die ganze Welt heute als Schöpfer des ersten Dampfschiffs betrachtet, bei den Tests der Charlotte anwesend.

in der Welt

Der englische Schiffbauer träumte seit seiner Jugend von einem Schiff mit Dampfmaschine. Und nun wurde sein Traum wahr. Schließlich war die Erfindung der Dampfmaschine ein neuer Impuls für den Schiffbau. Zusammen mit dem amerikanischen Gesandten R. Livingston, der die materielle Seite der Angelegenheit übernahm, nahm Fulton das Projekt eines Schiffes mit Dampfmaschine auf. Es handelte sich um eine komplexe Erfindung, die auf der Idee eines Ruderpropellers basierte. An den Seiten des Schiffes befanden sich in einer Reihe Fliesen, die viele Ruder imitierten. Gleichzeitig störten sich die Fliesen immer wieder gegenseitig und brachen. Heute können wir leicht sagen, dass der gleiche Effekt mit nur drei oder vier Paneelen hätte erreicht werden können. Aber vom Standpunkt der damaligen Wissenschaft und Technik aus war es unrealistisch, dies zu sehen. Daher hatten es die Schiffbauer deutlich schwerer.

Im Jahr 1803 wurde Fultons Erfindung der ganzen Welt präsentiert. Der Dampfer bewegte sich langsam und gleichmäßig entlang der Seine und beeindruckte den Geist und die Fantasie vieler Wissenschaftler und Persönlichkeiten in Paris. Die Regierung Napoleons lehnte das Projekt jedoch ab und die verärgerten Schiffbauer waren gezwungen, ihr Glück in Amerika zu suchen.

Und so segelte im August 1807 das erste Dampfschiff der Welt namens Claremont, das von einer leistungsstarken Dampfmaschine angetrieben wurde (Foto präsentiert), entlang der Hudson Bay. Viele glaubten damals einfach nicht an den Erfolg.

Die Claremont trat ihre Jungfernfahrt ohne Fracht und ohne Passagiere an. Niemand wollte an Bord eines feuerspeienden Schiffes reisen. Doch schon auf dem Rückweg erschien der erste Passagier – ein örtlicher Bauer, der sechs Dollar für das Ticket bezahlte. Er wurde der erste Passagier in der Geschichte der Reederei. Fulton war so berührt, dass er dem Draufgänger eine lebenslange Freifahrt für alle seine Erfindungen gewährte.

Der Grund für den Bau dieser Einheit war eine dumme Idee: „Ist es möglich, eine Dampfmaschine ohne Maschinen und Werkzeuge zu bauen und nur Teile zu verwenden, die man im Laden kaufen kann?“ und alles mit eigenen Händen zu machen. Das Ergebnis ist ein Design wie dieses. Der gesamte Aufbau und Aufbau dauerte weniger als eine Stunde. Obwohl es sechs Monate dauerte, Teile zu entwerfen und auszuwählen.

Der größte Teil der Struktur besteht aus Sanitärarmaturen. Am Ende des Epos haben mich die Fragen von Verkäufern von Baumärkten und anderen Geschäften: „Kann ich Ihnen helfen“ und „Warum brauchen Sie sie?“ wirklich wütend gemacht.

Und so montieren wir das Fundament. Zuerst der Hauptquerträger. Hier werden T-Stücke, Bochata und Halbzoll-Winkel verwendet. Ich habe alle Elemente mit Dichtmittel gesichert. Dies soll das Verbinden und Trennen mit den Händen erleichtern. Für die Endmontage ist es jedoch besser, Klempnerband zu verwenden.

Dann die Längselemente. Daran werden der Dampfkessel, die Spule, der Dampfzylinder und das Schwungrad befestigt. Auch hier sind alle Elemente 1/2".

Dann machen wir die Ständer. Auf dem Foto von links nach rechts: ein Ständer für den Dampfkessel, dann ein Ständer für den Dampfverteilungsmechanismus, dann ein Ständer für das Schwungrad und schließlich eine Halterung für den Dampfzylinder. Der Schwungradhalter besteht aus einem 3/4"-T-Stück (Außengewinde). Ideal dafür sind Lager aus einem Reparatursatz für Rollschuhe. Die Lager werden durch eine Überwurfmutter an Ort und Stelle gehalten. Solche Muttern können separat gefunden oder mitgenommen werden von einem T-Stück für Metall-Kunststoff-Rohre. Dieses T-Stück ist in der unteren rechten Ecke abgebildet (im Design nicht verwendet). Ein 3/4" T-Stück dient auch als Halterung für den Dampfzylinder, nur die Gewinde sind alle innenliegend. Adapter dienen zur Befestigung von 3/4"- auf 1/2"-Elementen.

Wir montieren den Kessel. Für den Kessel wird ein 1"-Rohr verwendet. Ich habe ein gebrauchtes auf dem Markt gefunden. Mit Blick auf die Zukunft möchte ich sagen, dass sich der Kessel als zu klein herausgestellt hat und nicht genügend Dampf produziert. Mit einem solchen Kessel funktioniert der Motor zu träge. Aber es funktioniert. Die drei Teile auf der rechten Seite sind: Stecker, Adapter 1"-1/2" und Abzieher. Der Abzieher wird in den Adapter gesteckt und mit einem Stopfen verschlossen. Dadurch wird der Kessel luftdicht.

So stellte sich der Kessel zunächst heraus.

Es stellte sich jedoch heraus, dass der Dampftank nicht hoch genug war. Wasser gelangte in die Dampfleitung. Ich musste einen zusätzlichen 1/2-Zoll-Lauf durch den Adapter installieren.

Das ist ein Brenner. Vier Beiträge zuvor gab es das Material „Selbstgebaute Öllampe aus Rohren“. So wurde der Brenner ursprünglich konzipiert. Es wurde jedoch kein geeigneter Treibstoff gefunden. Lampenöl und Kerosin rauchen stark. Brauche Alkohol. Also habe ich vorerst nur einen Halter für Trockenbrennstoff gebaut.

Dies ist ein sehr wichtiges Detail. Dampfverteiler oder Spule. Dieses Ding leitet während des Arbeitshubs Dampf in den Nehmerzylinder. Bei der Rückwärtsbewegung des Kolbens wird die Dampfzufuhr unterbrochen und es erfolgt ein Ausstoß. Die Spule besteht aus einem Kreuz für Metall-Kunststoff-Rohre. Eines der Enden muss mit Epoxidkitt versiegelt werden. Dieses Ende wird über einen Adapter am Rack befestigt.

Und nun das wichtigste Detail. Es bestimmt, ob der Motor anspringt oder nicht. Dies ist der Arbeitskolben und das Steuerventil. Hier verwenden wir einen M4-Stift (erhältlich in Möbelbeschlägen; einfacher ist es, einen langen zu finden und die benötigte Länge abzusägen), Metallscheiben und Filzscheiben. Filzscheiben werden zur Befestigung von Glas und Spiegeln mit anderen Beschlägen verwendet.

Filz ist nicht das beste Material. Es bietet keine ausreichende Dichtheit, aber der Bewegungswiderstand ist erheblich. Später gelang es uns, den Filz loszuwerden. Ideal hierfür waren nicht genormte Unterlegscheiben: M4x15 für den Kolben und M4x8 für das Ventil. Diese Unterlegscheiben müssen so fest wie möglich durch Klebeband auf einen Stift gelegt und mit demselben Klebeband 2-3 Lagen von oben umwickelt werden. Anschließend Zylinder und Spule gründlich mit Wasser einreiben. Ich habe kein Foto des verbesserten Kolbens gemacht. Zu faul, es auseinanderzunehmen.

Das ist der eigentliche Zylinder. Es besteht aus einem 1/2-Zoll-Lauf und ist mit zwei Überwurfmuttern in einem 3/4-Zoll-T-Stück befestigt. Auf einer Seite ist die Armatur bei maximaler Abdichtung dicht befestigt.

Jetzt das Schwungrad. Das Schwungrad besteht aus einer Hantelplatte. Ein Stapel Unterlegscheiben wird in das mittlere Loch eingesetzt und ein kleiner Zylinder aus einem Rollschuh-Reparaturset wird in die Mitte der Unterlegscheiben gelegt. Alles ist mit Dichtmittel gesichert. Als Trägerhalter eignete sich ideal ein Möbel- und Bilderaufhänger. Sieht aus wie ein Schlüsselloch. Alles wird in der auf dem Foto gezeigten Reihenfolge zusammengebaut. Schraube und Mutter - M8.

Wir haben zwei Schwungräder in unserem Design. Es muss eine starke Verbindung zwischen ihnen bestehen. Diese Verbindung wird durch eine Überwurfmutter sichergestellt. Alle Schraubverbindungen sind mit Nagellack gesichert.

Diese beiden Schwungräder sehen gleich aus, jedoch ist eines mit dem Kolben und das andere mit dem Steuerventil verbunden. Dementsprechend wird der Träger in Form einer M3-Schraube in unterschiedlichen Abständen von der Mitte befestigt. Beim Kolben befindet sich der Träger weiter von der Mitte entfernt, beim Ventil näher an der Mitte.

Jetzt machen wir den Ventil- und Kolbenantrieb. Die Möbelanschlussplatte war ideal für das Ventil.

Der Kolben nutzt die Fensterschloss-Rosette als Hebel. Sie ist wie eine Familie aufgewachsen. Ewiger Ruhm für denjenigen, der das metrische System erfunden hat.

Antriebe montiert.

Alles ist am Motor verbaut. Gewindeverbindungen werden mit Lack gesichert. Das ist der Kolbenantrieb.

Ventilantrieb. Bitte beachten Sie, dass sich die Positionen von Kolbenträger und Ventil um 90 Grad unterscheiden. Je nachdem, in welche Richtung der Ventilträger den Kolbenträger führt, hängt es davon ab, in welche Richtung sich das Schwungrad dreht.

Jetzt müssen nur noch die Rohre angeschlossen werden. Dies sind Silikonschläuche für Aquarien. Alle Schläuche müssen mit Draht oder Klemmen gesichert werden.

Zu beachten ist, dass hier kein Sicherheitsventil vorgesehen ist. Daher ist äußerste Vorsicht geboten.

Voila. Mit Wasser füllen. Lass es uns anzünden. Wir warten darauf, dass das Wasser kocht. Während des Erhitzens muss sich das Ventil in der geschlossenen Position befinden.

Der gesamte Montagevorgang und das Ergebnis sind im Video zu sehen.

DAMPFROTORMOTOR und DAMPFAXIALKOLBENMOTOR

Eine Dampfrotationsmaschine (Rotationsdampfmaschine) ist eine einzigartige Kraftmaschine, deren Entwicklung noch nicht richtig entwickelt wurde.

Einerseits gab es bereits im letzten Drittel des 19. Jahrhunderts verschiedene Bauarten von Wankelmotoren, die auch gut funktionierten, unter anderem für den Antrieb von Dynamos zur Erzeugung elektrischer Energie und zum Antrieb von Gegenständen aller Art. Die Qualität und Präzision der Herstellung solcher Dampfmaschinen (Dampfmaschinen) war jedoch sehr primitiv, sodass sie einen geringen Wirkungsgrad und eine geringe Leistung aufwiesen. Seitdem gehören kleine Dampfmaschinen der Vergangenheit an, aber neben den wirklich wirkungslosen und aussichtslosen Kolbendampfmaschinen gehören auch aussichtsreiche Dampfrotationsmaschinen der Vergangenheit an.

Der Hauptgrund liegt darin, dass es auf dem Stand der Technik des späten 19. Jahrhunderts nicht möglich war, einen wirklich hochwertigen, leistungsstarken und langlebigen Wankelmotor herzustellen.
Daher haben von der gesamten Vielfalt der Dampfmaschinen und Dampfmaschinen bis heute nur Dampfturbinen mit enormer Leistung (ab 20 MW und mehr), die heute etwa 75 % des Stroms in unserem Land produzieren, sicher und aktiv überlebt. Mehr Dampfturbinen hohe Energie Bereitstellung von Energie aus Kernreaktoren in raketentragenden Kampf-U-Booten und großen arktischen Eisbrechern. Aber das sind alles riesige Maschinen. Dampfturbinen verlieren mit abnehmender Größe dramatisch an Effizienz.

…. Aus diesem Grund gibt es weltweit keine Kraftdampfmaschinen und Dampfmaschinen mit einer Leistung unter 2000 - 1500 kW (2 - 1,5 mW), die effektiv mit Dampf betrieben werden könnten, der aus der Verbrennung billiger Festbrennstoffe und verschiedener frei brennbarer Abfälle gewonnen wird .
In diesem heute leeren Technologiefeld (und einer absolut leeren, aber kommerziellen Nische, die dringend einer Produktversorgung bedarf), in dieser Marktnische von Maschinen mit geringer Leistung können und sollten sich Dampfrotationsmotoren durchsetzen würdiger Ort. Und der Bedarf dafür liegt allein in unserem Land bei Zehntausenden... Insbesondere kleine und mittlere Kraftmaschinen zur autonomen Stromerzeugung und unabhängigen Stromversorgung werden von kleinen und mittleren Unternehmen in Gebieten abseits von Großstädten benötigt große Kraftwerke: - in kleinen Sägewerken, abgelegenen Minen, in Feldlagern und Waldgrundstücken usw. usw.
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Schauen wir uns die Faktoren an, die Rotationsdampfmaschinen besser machen als ihre nächsten Verwandten – Dampfmaschinen in Form von Kolbendampfmaschinen und Dampfturbinen.
… — 1) Wankelmotoren sind – wie Kolbenmotoren – Verdrängerkraftmaschinen. Diese. Sie haben einen geringen Dampfverbrauch pro Leistungseinheit, da ihren Arbeitsräumen von Zeit zu Zeit und in streng dosierten Portionen Dampf zugeführt wird und nicht in einem konstanten, reichlichen Strom wie bei Dampfturbinen. Aus diesem Grund sind Dampfrotationsmotoren bezogen auf die Ausgangsleistung wesentlich wirtschaftlicher als Dampfturbinen.
— 2) Rotationsdampfmaschinen haben eine deutlich (mehrmals) größere Angriffsschulter der wirkenden Gaskräfte (Drehmomentschulter) als Kolbendampfmaschinen. Daher ist die Leistung, die sie entwickeln, viel höher als die von Dampfkolbenmaschinen.
— 3) Rotationsdampfmaschinen haben einen viel längeren Hub als Kolbendampfmaschinen, d. h. die Fähigkeit zum Übersetzen haben am meisten innere Energie von Dampf in nützliche Arbeit.
— 4) Dampfrotationsmotoren können effektiv mit gesättigtem (Nass-)Dampf betrieben werden, ohne dass ein erheblicher Teil des Dampfes direkt in den Arbeitsabschnitten der Dampfrotationsmaschine zu Wasser kondensieren kann. Dadurch erhöht sich auch der Wirkungsgrad eines Dampfkraftwerks mit Dampfrotationsmotor.
— 5 ) Dampfrotationsmotoren arbeiten mit Geschwindigkeiten von 2-3.000 Umdrehungen pro Minute, was die optimale Geschwindigkeit für die Stromerzeugung ist, im Gegensatz zu den zu langsam laufenden Kolbenmotoren (200-600 Umdrehungen pro Minute) herkömmlicher Dampfmaschinen vom Lokomotivtyp oder von zu schnell laufenden Turbinen (10-20.000 Umdrehungen pro Minute).

Gleichzeitig sind Dampfrotationsmotoren technologisch relativ einfach herzustellen, was ihre Produktionskosten relativ niedrig macht. Im Gegensatz zu Dampfturbinen, deren Herstellung extrem teuer ist.

Also eine kurze Zusammenfassung dieses Artikels — Eine Dampfrotationsmaschine ist eine sehr effektive Dampfkraftmaschine zur Umwandlung des Dampfdrucks aus der Wärme beim Verbrennen fester Brennstoffe und brennbarer Abfälle in mechanische Kraft und elektrische Energie.

Der Autor dieser Website hat bereits mehr als 5 Patente für Erfindungen zu verschiedenen Aspekten der Konstruktion von Dampfrotationsmotoren erhalten. Es wurden auch eine Reihe kleiner Wankelmotoren mit einer Leistung von 3 bis 7 kW hergestellt. Derzeit wird an der Konstruktion von Dampfrotationsmotoren mit einer Leistung von 100 bis 200 kW gearbeitet.
Rotationsmotoren haben jedoch einen „allgemeinen Nachteil“ – ein komplexes Dichtungssystem, das sich für kleine Motoren als zu komplex, zu klein und zu teuer in der Herstellung herausstellt.

Gleichzeitig entwickelt der Autor der Website Dampf-Axialkolbenmotoren mit gegenläufiger Kolbenbewegung. Diese Anordnung ist die energieeffizienteste Variante aller möglichen Einsatzmöglichkeiten eines Kolbensystems.
Diese Motoren in kleinen Größen sind etwas billiger und einfacher als Rotationsmotoren und die verwendeten Dichtungen sind die traditionellsten und einfachsten.

Unten sehen Sie ein Video zur Verwendung eines kleinen Axialkolbens Boxermotor mit Gegenbewegung der Kolben.

Derzeit wird ein solcher 30-kW-Axialkolbenmotor hergestellt. Die Lebensdauer des Motors wird voraussichtlich mehrere hunderttausend Stunden betragen, da die Geschwindigkeit der Dampfmaschine drei- bis viermal niedriger ist als die Motorgeschwindigkeit Verbrennungs, im Reibpaar „Kolben-Zylinder“ – einer Ionenplasmanitrierung in einer Vakuumumgebung unterzogen und die Härte der Reibflächen beträgt 62-64 HRC-Einheiten. Einzelheiten zum Prozess der Oberflächenhärtung im Nitrierverfahren finden Sie unter.

Hier ist eine Animation des Funktionsprinzips eines ähnlichen Axialkolben-Boxermotors mit gegenläufigen Kolben

Das Interesse an Wasserdampf als zugänglicher Energiequelle entstand zusammen mit den ersten wissenschaftlichen Erkenntnissen der Antike. Seit dreitausend Jahren versuchen Menschen, diese Energie zu bändigen. Was sind die Hauptetappen dieses Weges? Wessen Gedanken und Projekte haben die Menschheit gelehrt, das Beste daraus zu machen?

Voraussetzungen für die Entstehung von Dampfmaschinen

Der Bedarf an Mechanismen, die arbeitsintensive Prozesse erleichtern können, bestand schon immer. Bis etwa zur Mitte des 18. Jahrhunderts wurden zu diesem Zweck Windmühlen und Wasserräder genutzt. Die Möglichkeit, Windenergie direkt zu nutzen, hängt von den Wetterverhältnissen ab. Und um Wasserräder nutzen zu können, mussten Fabriken entlang der Flussufer gebaut werden, was nicht immer praktisch oder praktisch ist. Und die Wirksamkeit beider war äußerst gering. War grundsätzlich notwendig neuer Motor, leicht zu handhaben und frei von diesen Nachteilen.

Geschichte der Erfindung und Verbesserung von Dampfmaschinen

Die Entwicklung einer Dampfmaschine ist das Ergebnis vieler Überlegungen, Erfolge und Enttäuschungen vieler Wissenschaftler.

Der Anfang des Weges

Die ersten, isolierten Projekte waren nur interessante Kuriositäten. Zum Beispiel, Archimedes entwarf eine Dampfpistole, Reiher von Alexandria nutzte Dampfenergie, um die Türen antiker Tempel zu öffnen. Und Forscher finden Hinweise zur praktischen Nutzung von Dampfenergie zum Antrieb anderer Mechanismen in den Werken Leonardo da Vinci.

Schauen wir uns die bedeutendsten Projekte zu diesem Thema an.

Im 16. Jahrhundert entwickelte der arabische Ingenieur Taghi al Din einen Entwurf für eine primitive Dampfturbine. Aufgrund der starken Streuung des den Schaufeln des Turbinenrades zugeführten Dampfstrahls fand es jedoch keine praktische Anwendung.

Gehen wir zurück ins mittelalterliche Frankreich. Der Physiker und talentierte Erfinder Denis Papin entschied sich nach vielen erfolglosen Projekten für den folgenden Entwurf: Ein vertikaler Zylinder wurde mit Wasser gefüllt, über dem ein Kolben installiert war.

Der Zylinder wurde erhitzt, das Wasser kochte und verdampfte. Der expandierende Dampf hob den Kolben an. Es wurde am oberen Punkt des Steigrohrs befestigt und man wartete, bis der Zylinder abgekühlt war und der Dampf kondensiert hatte. Nachdem der Dampf kondensiert war, bildete sich im Zylinder ein Vakuum. Der aus seiner Befestigung gelöste Kolben stürzte unter dem Einfluss des atmosphärischen Drucks ins Vakuum. Dieser Sturz des Kolbens sollte als Arbeitshub genutzt werden.

Der Nutzhub des Kolbens wurde also durch die Bildung eines Vakuums aufgrund von Dampfkondensation und äußerem (atmosphärischem) Druck verursacht.

Weil Papens Dampfmaschine Wie die meisten späteren Projekte wurden sie Dampf-Atmosphären-Maschinen genannt.

Dieses Design hatte einen sehr erheblichen Nachteil: Eine Wiederholbarkeit des Zyklus war nicht gewährleistet. Denis kommt auf die Idee, Dampf nicht in einem Zylinder, sondern separat in einem Dampfkessel zu erzeugen.

Denis Papin ging als einer der größten in die Geschichte der Dampfmaschinenentwicklung ein wichtiges Detail- Dampfkessel.

Und da außerhalb des Zylinders Dampf erzeugt wurde, wurde der Motor selbst zu einem externen Verbrennungsmotor. Aufgrund des Fehlens eines Verteilungsmechanismus zur Gewährleistung eines unterbrechungsfreien Betriebs fanden diese Projekte jedoch kaum praktische Anwendung.

Eine neue Etappe in der Entwicklung von Dampfmaschinen

Etwa 50 Jahre lang wurde es zum Pumpen von Wasser in Kohlebergwerken eingesetzt. Thomas Newcomen Dampfpumpe. Es wiederholte weitgehend frühere Konstruktionen, enthielt jedoch sehr wichtige neue Elemente – ein Rohr zum Abführen von kondensiertem Dampf und ein Sicherheitsventil zum Ablassen von überschüssigem Dampf.

Sein wesentlicher Nachteil bestand darin, dass der Zylinder entweder vor der Dampfinjektion erhitzt oder vor der Kondensation gekühlt werden musste. Der Bedarf an solchen Motoren war jedoch so groß, dass die letzten Exemplare dieser Maschinen trotz ihrer offensichtlichen Ineffizienz bis 1930 im Einsatz waren.

Im Jahr 1765 Der englische Mechaniker James Watt, Nachdem ich begonnen hatte, Newcomens Maschine zu verbessern, trennte den Kondensator vom Dampfzylinder.

Es wurde möglich, den Zylinder konstant beheizt zu halten. Die Effizienz der Maschine stieg sofort. In den folgenden Jahren verbesserte Watt sein Modell deutlich, indem er es mit einer Vorrichtung zur Dampfzufuhr auf der einen oder anderen Seite ausstattete.

Es wurde möglich, diese Maschine nicht nur als Pumpe, sondern auch zum Antrieb verschiedener Maschinen zu verwenden. Watt erhielt ein Patent für seine Erfindung – eine kontinuierlich arbeitende Dampfmaschine. Die Massenproduktion dieser Maschinen beginnt.

Zu Beginn des 19. Jahrhunderts waren in England mehr als 320-Watt-Dampfmaschinen im Einsatz. Andere europäische Länder begannen, sie zu kaufen. Dies trug zu einem deutlichen Anstieg der Industrieproduktion in vielen Branchen sowohl in England selbst als auch in den Nachbarländern bei.

Zwanzig Jahre früher als Watt arbeitete der Altai-Mechaniker Iwan Iwanowitsch Polzunow an einem Dampfmaschinenprojekt in Russland.

Die Fabrikleitung lud ihn ein, eine Einheit zu bauen, die das Gebläse des Schmelzofens antreiben sollte.

Die von ihm gebaute Maschine hatte einen Zweizylinder und sorgte für den kontinuierlichen Betrieb des daran angeschlossenen Geräts.

Nach mehr als anderthalb Monaten erfolgreichem Betrieb trat im Kessel ein Leck auf. Polzunov selbst lebte zu diesem Zeitpunkt nicht mehr. Das Auto wurde nicht repariert. Und die wunderbare Schöpfung des einsamen russischen Erfinders geriet in Vergessenheit.

Aufgrund der damaligen Rückständigkeit Russlands Die Welt erfuhr mit großer Verzögerung von der Erfindung von I. I. Polzunov...

Um eine Dampfmaschine zu betreiben, ist es also notwendig, dass sich der vom Dampfkessel erzeugte Dampf ausdehnt und auf den Kolben oder die Turbinenschaufeln drückt. Und dann wurde ihre Bewegung auf andere mechanische Teile übertragen.

Der Einsatz von Dampfmaschinen im Transportwesen

Obwohl der Wirkungsgrad der damaligen Dampfmaschinen 5 % nicht überschritt, wurden sie Ende des 18. Jahrhunderts aktiv in der Landwirtschaft und im Transportwesen eingesetzt:

• In Frankreich erscheint ein dampfbetriebenes Auto.
• in den USA nimmt ein Schiff den Betrieb zwischen den Städten Philadelphia und Burlington auf;
• In England wurde eine dampfbetriebene Eisenbahnlokomotive vorgeführt.
• Ein russischer Bauer aus der Provinz Saratow patentierte das Raupe Leistung 20 l. Mit.;
• Es wurden mehrere Versuche unternommen, ein Flugzeug mit Dampfmaschine zu bauen, aber leider scheiterten diese Versuche aufgrund der geringen Leistung dieser Einheiten in Verbindung mit dem hohen Gewicht des Flugzeugs.

Ende des 19. Jahrhunderts wichen die Dampfmaschinen, die zum technischen Fortschritt der Gesellschaft beigetragen hatten, den Elektromotoren.

Dampfgeräte im 21. Jahrhundert

Mit dem Aufkommen neuer Energiequellen im 20. und 21. Jahrhundert entsteht erneut die Notwendigkeit, Dampfenergie zu nutzen. Dampfturbinen werden zu einem integralen Bestandteil von Kernkraftwerken. Der Dampf, der sie antreibt, wird aus Kernbrennstoff gewonnen.

Auch in Brennwertkraftwerken werden diese Turbinen häufig eingesetzt.

In einer Reihe von Ländern werden Experimente zur Dampferzeugung mithilfe von Solarenergie durchgeführt.

Auch Kolbendampfmaschinen sind nicht in Vergessenheit geraten. In Berggebieten als Lokomotive Noch immer werden Dampflokomotiven eingesetzt.

Diese zuverlässigen Arbeitskräfte sind sowohl sicherer als auch kostengünstiger. Sie benötigen keine Stromleitungen und Brennstoff – Holz und billige Kohle – sind immer griffbereit.

Moderne Technologien ermöglichen es, bis zu 95 % der atmosphärischen Emissionen einzufangen und den Wirkungsgrad auf 21 % zu steigern, so dass man sich entschieden hat, sich davon vorerst nicht zu trennen und an einer neuen Generation von Dampflokomotiven zu arbeiten.

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