往复式蒸汽机
船舶动力装置
二、问答题1. 船舶动力装置的类型与各自的特点。
船舶动力装置往往以推进装置的发动机类型进行分类。
1）蒸汽动力装置蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种。
往复式蒸汽机最早应用于海船，但由于其经济性差，现在已被其它船用发动机所代替。
汽轮机单机功率大，运转平稳，磨损少，噪声小。
但装置的热效率低，重量尺寸较大，限制了它的使用。
资料表明，在油轮、液化气船上汽轮机动力装置的优越性更为突出。
2）燃气动力装置在燃气动力装置中有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种。
(1)柴油机动力装置柴油机是热效率最高的一种热机，具有起动迅速、部分负荷运转性能好、安全可靠、装置的重量较轻、功率范围大等一系列优点。
在中、大型商船上所使用的柴油机有大型低速和大功率中速两大类。
(2)燃气轮机动力装置它的优点是单位重量和尺寸小，单机功率大，机动性高，操纵管理简便，便于实现自动化。
但它的经济性差；进排气管道大、；低负荷运转性能差；工作寿命较短。
因此这种动力装置在商船上应用极少。
3）．核动力装置核动力装置的优点是所用燃料的重量极轻，船舶续航力很大。
核燃料燃烧不用空气助燃，不用设进排气系统。
但由于造价高，核分裂反应释放出大量放射性物质需要严加防护，操纵、管理、检查系统复杂，因此在商船上应用甚少。
2.简述余热利用的形式：a．废气锅炉利用主机排气的废热产生蒸汽，送至船舶供热系统。
b．废气锅炉产生的蒸汽，用于船舶供热和汽轮发电机发电。
c．同上，但主机冷却水的热量用作船舶供热系统。
d．废气锅炉的蒸汽用作汽轮发电机的高压级，主机冷却水热量产生的蒸汽用作汽轮发电机的低压级。
e．利用冷却水的低热能用作吸收式制冷装置的热源。
f．利用主机排热用作吸收式制冷装置的热源g．利用主机冷却水热量作为吸收式制冷喷射装置的热源。
h．利用主机冷却水的热量作为沸腾式制冷装置的热源。
3．采用调距桨的主要优点是：1) 对船舶航行条件的适应性强2) 动力装置的经济性好3) 船舶的机动性提高4) 有利于主机驱动辅助负荷5) 延长了发动机的寿命6) 便于实现遥控采用调距桨的主要缺点是：1) 调距桨和轴系的构造复杂。
蒸汽机的原理
蒸汽机的原理蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。
原理是将水蒸气中的动能转换为功，由于其中的燃烧过程在热机外部进行，属于热机中的外燃机。
蒸汽机的主要功能是将热能转化为机械能，为机械提供动力。
蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成。
蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命，在工业革命中起了基本的作用。
直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉（在该演示实验中使用空气压缩机替代高压蒸汽锅炉），这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至垃圾作为热源。
蒸汽膨胀推动活塞做功。
早期的蒸汽机使用蒸汽凝结时产生的真空来做功，后来的则使用蒸汽膨胀来做功。
图a. 蒸汽机构件示意图以下是蒸汽机的工作原理：蒸汽推动活塞做往复运动，活塞通过连杆、摇杆、曲柄将往复直线运动转变为圆周运动。
蒸汽机中滑动阀门由偏心轮和连杆来控制。
当活塞向右运动时偏心轮带动连杆推动滑动阀向左运动，当活塞运动到最左端时滑动阀挡住左侧进气口，使蒸汽不能进入左侧气缸。
当滑动阀向右运动同时滑块下方连接排气口，左侧低温气体由滑动阀下腔进入排气口排出。
滑动阀运动到最左端后左侧排气口关闭，进气口打开，高温高压蒸汽进入右侧气缸，推动活塞向右运动，同时滑动阀在偏心轮的带动下向右运动，打开左侧排气道。
当活塞运动到最左端时，右侧进气道关闭，左侧排气口打开……如此往复，蒸汽不断推动活塞带动轮转动，蒸汽的内能转变为飞轮的动能对外做功，用皮带将机械与外边的皮带轮链接，就能利用蒸汽机实现工业生产。
蒸汽机的出现和改进促进了社会经济的发展，但同时经济的发展反过来又向蒸汽机提出了更高的要求，如要求蒸汽机功率大、效率高、重量轻、尺寸小等。
尽管人们对蒸汽机作过许多改进，不断扩大它的使用范围和改善它的性能，但是随着汽轮机和内燃机的发展，蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落。
蒸汽机的工作原理
蒸汽机的工作原理蒸汽机是一种将热能转化为机械能的装置，它是工业革命时期的重要发明，对于推动工业化进程起到了关键作用。
蒸汽机的工作原理基于热力学和流体力学的原理，下面将详细介绍蒸汽机的工作原理。
1. 原理概述蒸汽机的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：燃烧燃料产生热能，将热能传递给工作物质（通常为水），使其变为蒸汽，蒸汽驱动活塞或涡轮旋转，从而产生机械能。
下面将逐步详细介绍这些步骤。
2. 燃烧燃料产生热能蒸汽机通常使用燃料（如煤、石油、天然气等）进行燃烧，产生高温高压的热能。
燃料在燃烧室中与空气发生反应，释放出大量的热能。
这些热能会被传递给蒸汽机中的工作物质，使其发生相变并产生蒸汽。
3. 蒸汽的产生和传递燃烧产生的热能会被传递给蒸汽机中的锅炉，锅炉中的水受热后变为蒸汽。
蒸汽的产生需要一定的温度和压力，通常在锅炉中通过加热水来实现。
蒸汽产生后，会通过管道传递到蒸汽机的工作部件。
4. 蒸汽机的工作部件蒸汽机的工作部件通常包括活塞和气缸、阀门和曲轴连杆机构。
活塞和气缸是蒸汽机最基本的工作部件，蒸汽的压力作用下，活塞会来回运动。
阀门用于控制蒸汽的进出，以实现蒸汽机的工作循环。
曲轴连杆机构将活塞的直线运动转化为旋转运动，从而驱动其他机械设备。
5. 工作循环蒸汽机的工作循环通常分为四个阶段：进气、压缩、爆发和排气。
在进气阶段，阀门打开，蒸汽进入气缸，推动活塞向前运动。
在压缩阶段，阀门关闭，蒸汽被压缩，活塞向后运动。
在爆发阶段，阀门再次打开，蒸汽爆发推动活塞向前运动。
在排气阶段，阀门关闭，排出废气，活塞向后运动。
这样循环往复，就能够不断产生机械能。
6. 蒸汽机的类型根据蒸汽机的工作原理和结构特点，可以分为往复式蒸汽机和涡轮蒸汽机两大类。
往复式蒸汽机通过活塞和气缸的往复运动产生机械能，适用于低速高扭矩的工作场合。
涡轮蒸汽机则通过高速旋转的涡轮产生机械能，适用于高速低扭矩的工作场合。
7. 应用领域蒸汽机的应用领域非常广泛，尤其在工业生产中起到了重要作用。
蒸汽机工作原理
蒸汽机工作原理蒸汽机是一种将热能转化为机械能的热机。
它是工业革命时期最重要的发明之一，也是现代工业化的基础。
蒸汽机的工作原理是通过利用蒸汽的压力差来驱动活塞或转动轴，从而产生机械能。
蒸汽机的工作原理可以分为四个基本步骤：供热、蒸发、膨胀和排气。
首先，蒸汽机需要供热源，通常是通过燃烧燃料来加热水。
燃料可以是煤、石油、天然气等。
加热后的水会转化为蒸汽。
接下来，将加热后的水转化为蒸汽的过程称为蒸发。
在蒸发过程中，水中的分子会吸收热量，使水分子变得活跃，并逐渐转化为蒸汽。
蒸汽的压力和温度取决于供热的强度和水的质量。
蒸汽机的核心部件是活塞。
当蒸汽进入活塞室时，蒸汽的压力会推动活塞向前运动。
这个过程称为膨胀。
活塞与曲轴相连，当活塞向前运动时，曲轴会转动。
通过连杆和其他机械装置，转动的曲轴可以驱动其他设备或机械。
最后，排气是蒸汽机工作的最后一个步骤。
当活塞推动曲轴转动完成一次工作循环后，蒸汽需要被排出。
排气过程中，蒸汽会被冷却，变成水，并排出蒸汽机。
蒸汽机的工作原理可以通过以下公式来描述：功率 = 蒸汽压力 ×活塞面积 ×活塞移动速度。
这个公式说明了蒸汽机的工作原理是通过蒸汽的压力和活塞的运动来产生功率。
蒸汽机的工作原理也可以用热力学的角度来解释。
蒸汽机利用热量的传递和转化来产生功率。
在供热过程中，燃料的热能被转化为水的热能，然后再转化为蒸汽的热能。
蒸汽的热能通过膨胀过程转化为机械能，最后通过排气过程将剩余的热能排出。
蒸汽机的工作原理还可以分为两种类型：往复式蒸汽机和旋转式蒸汽机。
往复式蒸汽机是最早发明的蒸汽机，它的活塞在一个固定的直线上往复运动。
旋转式蒸汽机是后来发展出来的，它的活塞通过连杆和曲轴的连接转化为旋转运动。
蒸汽机的工作原理在工业革命时期起到了重要的作用，它推动了机械化生产的发展，促进了工业化进程。
蒸汽机的发明和应用，使得人类能够更高效地利用能源，推动了社会的进步和发展。
总结起来，蒸汽机的工作原理是通过供热、蒸发、膨胀和排气四个基本步骤将热能转化为机械能。
蒸汽机的发明与第一次技术革命
一、迅速发展的机器制造业
近代机器的产生和发展是从18世纪开始的。在近代机器产 生之前，工场手工业已经培育和造就了一批熟练的手工工 人，为机器制造工业提供了必要的技术基础。
工具机和动力机的制造和改进已经为机器制造工业大发展 创造必要的条件：
（1）蒸汽机为机器制造业提供了强大的动力机；
（2）创造了能够直接代替手工操作的机械装置。
工业革命（也称产业革命）是以生产技术上的革命性变革为 核心的，它的发生是近代资本主义生产发展的必然产物，是 由政治经济的相关条件所决定的。
一、资本主义生产的发展 （一）资本主义生产关系的发展为工业革命创造了重要前提
17～18世纪，欧洲各主要国 家先后取得了资产阶级革命 的胜利。 资产阶级革命废除了封建制 度，取消了封建割据和等级 制度等不利于资本主义发展 的种种束缚，为资本主义生 产方式的建立开辟了道路。
瓦特旋转式蒸汽机
第三节
蒸汽机时代技术的发展
工作机的革新和发展，要求蒸 汽机为它提供动力；蒸汽机的 发明又为工作机的普遍推广创 造了有利条件。 工作机和蒸汽机的普遍使用， 对机械的需要量迅速增长，导 致机器制造工业的同步发展。 工业革命是由蒸汽机和与之紧 密联系在一起的其他技术的发 展共同促成的。
对外贸易和海上掠夺是刺激 资本主义生产的直接动因之 一。 早期的资本主义国家，如葡 萄牙、西班牙和英国等，热 衷于海外扩张、殖民活动和 奴隶贸易，并展开了激烈的 竞争。资本主义势力扩展带 来了世界性的影响，欧洲殖 民主义者在亚洲、非洲和美 洲占领了大片土地。
资本主义海外贸易的发展， 极大地刺激了英国国内经济 和生产，纺织行业首先迅速 发展起来。
【最新】2022-2021年中考物理三模试题及答案
2021-2021学年中考物理三模试题学校姓名准考证号一、单项选择题（下列各小题均有四个选项，其中只有一个选项符合题意。
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Wi-Fi无线路由器可以把有线网络信号和移动网络信号转换成无线信号，供电脑、手机、Pad等移动终端接收。
图5是一种常用的路由器，它同时支持有线和无线连接，既可以向移动终端传输无线网络信号，也可以通过网线将网络信号同时传输给多台电脑。
蒸汽机的发明历程
蒸汽机的发明历程蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。
早在2000年前，古罗马数学家希罗就发明出了利用蒸汽驱动小球旋转的装置--汽转转球，它是一个装有两个弯管喷嘴的空心铜球，喷管与铜球的轴成直角，各弯向相反的方向，如图1-9所示。
蒸汽通过金属导管从汽化皿传到铜球中，再由喷嘴喷出时，球体便绕轴转动。
这是已知最早以蒸汽为动力的机器，虽然只能算个新奇的蒸汽玩具，并未予以任何实际应用，但却是蒸汽机的雏形。
近代蒸汽动力技术的产生，主要源于当时的社会生产的直接推动和当时的实验科学的长期孕育。
在16世纪末和17世纪初，意大利物理学家包尔塔进行了蒸汽压力实验，流体力学奠基人意大利物理学家托里拆利和帕斯卡等进行了大气压力实验，格里凯进行了真空作用实验。
这三大实验基础的相继形成，使人们得以从实验上开始认识蒸汽、大气和真空的相互作用。
而这些重大的实验成果也就为早期蒸汽动力技术的产生奠定了牢固的实验科学基础。
1. 纽科门蒸汽机的诞生1698年，英国工程师托马斯·赛维利根据巴本的模型，发明制造出一台应用于矿井的蒸汽机，取名为"矿工之友"，并取得专利。
他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进气阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。
打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进气阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。
待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进气阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。
如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。
在赛维利的这台用于抽水的蒸汽机中，除了阀门外，没有任何可运动的部件，由于结构设计不合理，工人操作不便，劳动强度大，能量损耗多，抽水效率低。
但赛维利发明的这台蒸汽机是人类继自然力--人、畜、水、火、风之后，首次把蒸汽作为一种人为制造动力，靠机械做功的机器。
这样，蒸汽动力技术基本完成了从实验科学到应用技术的转变。
1705年，英国工程师托马斯·纽科门在对赛维利蒸汽机进行认真的研究后，认为赛维利蒸汽机还不能称为动力机械，只能是一个水泵，因为它没有活塞，无法将燃料的热能转变为机械能。
三次工业革命的标志
三次工业革命的标志先后出现了三次意义深远的伟大变革，从而推动了社会生产力的迅速发展，影响和改变了人们的生活方式。
这三次工业革命分别以十八世纪蒸汽机的发明、十世纪中叶电子计算机的发明为重要标志。
一、推动工业革命的机器——蒸汽机蒸汽机的诞生推动了世界工业革命，使能源和材料发生了根本性变化，使人类摆脱了木材时代进入煤和铁的时代，使机器成为社会生产的“主提起蒸汽机，人们常提到其发明者瓦特，其实这种说法不够确切。
早在瓦特前约五十年，英国有一个叫纽考门的工程师就已经发明了往复式的水，但是这种蒸汽机效率太低，无法大量推广运用。
经过瓦特的改良，原本只能作往复运动的蒸汽机变成了能作旋转运动的机械，效率一下子提高种机器的动力，推动了工业生产的飞跃发展，带动了第一次工业革命的到来。
从这个意义上来说，瓦特仍不失为蒸汽机的发明者。
瓦特是在1763年开始改进蒸汽机的，当时他受格拉斯哥大学委托修理一台纽考门蒸汽机模型。
在修理过程中，瓦特反复研究并请教布拉康教致命弱点在于浪费燃料，大量的蒸汽被用于加热已冷却的汽缸，热量被白白浪费。
能否使汽缸温度保持不变？瓦特作了反复试验。
1765年5月的一的高尔夫球场散步，同时思考如何改良蒸汽机，他脑中忽然闪过一个念头：如果把另一个容器连接到汽缸上，将蒸汽导入这个容器（冷凝器）中，的，而冷凝器经常是冷的，冷热“结合”就能使蒸汽机连续运转。
瓦特按此想法重新设计方案，并经过七年努力，终于制成蒸汽交替进入活塞两侧汽机。
1784年他又借助联杆完成机械的平移动作。
至此能作旋转运动、高效率的蒸汽机才算大功告成。
蒸汽机发明后，英国煤年产量由260万吨增至3000万吨，铁年产量由1.7万吨增至100多万吨，大大提高了生产效率。
由此手工业生产一跃提高了二十倍。
许多新式交通工具如火车、轮船等都用蒸汽机来推动。
蒸汽机不愧为推动工业革命的机器。
二、震撼世界的发明——发电机1820年7月21日，丹麦哥本哈根大学物理教授奥斯特做了一个举世闻名的实验——电生磁实验，第一次揭示了电和磁的关系。
蒸汽机原理
历史作用
1 动力史上的标志性改革与进步 2 为后来的工业革命拉开了序幕 3 极大的解放了人力，提高了社会生产力。 4 蒸汽机有很大的历史作用，它曾推动了 机械工业甚至社会的发展，解决了大机 器生产中最关键的问题，推动了交通运 输空前的进步。随着它的发展而建立的 热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发 展奠定了基础
目录
蒸汽机简介
典型蒸汽机原理
卡诺热机原理
蒸汽机的发展与贡献
蒸汽机简介
蒸汽机是将蒸汽的能量 转换为机械功的往复式 动力机械。蒸汽机的出 现曾引起了18世纪的工 业革命。直到20世纪初， 它仍然是世界上最重要 的原动机，后来才逐渐 让位于内燃机和汽轮机 等。
卡特
高中课本上说蒸汽机是瓦特在烧水的 时候看到水蒸气顶开瓶盖得到灵感发 明的，这并不是正确的。 1807年罗伯特· 富尔顿第一个成功地用 蒸汽机来驱动轮船。瓦特并不是蒸汽 机的发明者，在他之前，早就出现了 蒸汽机，即纽科门蒸汽机，但它的耗 煤量大、效率低。瓦特运用科学理论， 逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。
b
B VB
VA
1.热机和热机效率
p
A
W
d
c
B
高温热源
Q1
热机
o
Q2
低温热源
W
VA
VB V
热机（正循环）W
0
W Q1 Q2 Q2 1 热机效率 Q1 Q1 Q1
第二节小结
1698年萨维利和1705年纽可门先后发明了蒸汽 机 ，当时蒸汽机的效率极低 .1765年瓦特进行了 重大改进 ，大大提高了效率 。但是典型蒸汽机 作为现代蒸汽机的雏形，效率低下。人们一直在 为提高热机的效率而努力，从理论上研究热机效 率问题，一方面指明了提高效率的方向，另一方 面也推动了热学理论的发展 . 各种热机的效率 液体燃料火箭
热机的发展历程-大学基础物理
•
喷气发动机与火箭
喷气式发动机是通过排出高速流体利用其反作用力做有用 功的热机，是使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动 力。 喷气推进是牛顿第三定律的实际应用，这种推进方式非常 适合应用于各类飞行器。 喷气发动机分为冲压喷气、脉冲喷气、涡轮喷气等种类， 其差别仅在于‘’推力提供者‘’即发动机供应能量并将 能量转化为飞行动力的方式。 火箭可以看作自备燃料用氧的多级涡轮驱动式的喷气发动 机。其动力是由燃烧室中燃料和液氧的燃烧提供的，由于 其燃气温度可达3500℃，在燃气进入涡轮前需要额外的燃 油喷入燃烧室以供冷却。这种发动机比以往的涡轮喷气发 动机体积更小，但是其能耗更高。这种特性使它比较适合 要求高加速性能而无须较强续航能力的飞行器，比如航天 器或导弹、截击机等。
•
无工质发动机
每个时代的发展都伴随着各个领域的技术革命，而机械动 力的改革则是改变以往工业生产结构，提高生产效率和投 入产出比的重要技术变革。虽然现有的发动机可以满足人 类生产生活的大部分要求，但是在我们可以预计的未来仅 凭现在的技术是远远不够的。 从物理意义上来讲，现有的发动机的发展只是一定程度上 提高了热机的效率，并没有从根本上改变内能转化为动能 的模式。我们仍然依靠三百年前的牛顿第三定律来走向太 空，然而现在的航空航天技术只是靠蛮力提高航天器的载 重能力以携带更多的燃料和工质以达到较远距离的宇宙航 行，可见这种手段并不高明。 如果人类真的想走出地球迈向宇宙，发动机的又一次革命 势在必行。而我们大致可以知道革命的方向—无工质发动 机。
•
无工质发动机基于目前的Fra bibliotek论物理基础，无工质发动机靠什么驱动尚未 可知，也很难以设想。不过我们可以大胆猜测。 • 无工质微波推进 无工质微波推进属于新概念,具有无烧蚀、性能不受环境 影响、推力功耗比宽的特点。并分析了不同模态、不同腔 体结构下的具体特征。结果表明,在TE011、TE012、 TE111和TM0114个模态中,TE012模品质因数和推力最大, 其次是TE011针对1 000 W微波功率输入,以黄铜为腔体材 料,基于经典电动力学理论计算出TE011和TE012模产生的 最大理论推力值分别为411mN和456 mN。（摘自网络） • ‘’太阳帆‘’ 就现有的对宇宙的理解我们也知道，宇宙并不是‘’真 空‘’的，就像磁场一样，我们看不见但它却真实存在。 而宇宙中的电磁波、引力波是否可以为人所用呢？利用宇 宙中的引力波推动航天器前进就像帆船靠风前行，是否可 行也未知。
往复式蒸汽机原理
往复式蒸汽机原理往复式蒸汽机是早期最重要的工业动力方式之一，大幅度推动了工业革命的发展。
本文将介绍往复式蒸汽机的原理。
往复式蒸汽机的定义往复式蒸汽机是一种通过蒸汽驱动活塞运动的动力机械。
它由英国的詹姆斯·瓦特于1765年发明，很快成为18世纪末和19世纪初欧洲和美洲最重要的动力机械。
往复式蒸汽机的原理下面，将对往复式蒸汽机的原理做详细介绍：工作原理往复式蒸汽机是一种通过工作物质状态变化实现工作的引擎。
它的工作原理是利用蒸汽的压力将一根长方形的活塞推动来回运动（即往复运动），从而输出动力。
关键部件往复式蒸汽机除了活塞外，还有以下四个核心部件：•锅炉：向往复式蒸汽机提供高温高压的水蒸气。
•预热装置：用于预热冷水，减少加热时间。
•活塞：传递威力和能量的唯一动力部件。
•曲柄轴：将往复运动转换为旋转运动，输出动力。
工作流程往复式蒸汽机的工作流程主要分为四步：1.加热水，使水变为高压蒸汽。
2.高压蒸汽向活塞推动，使活塞贯穿气缸并推动曲柄轴转动。
3.气缸中的活塞因惯性运动而向后退回。
4.高压蒸汽排放，低压蒸汽虹吸进入气缸，活塞向前推动。
工作效率往复式蒸汽机的工作效率是在不断提高的。
为提高效率，人们在实践中不断提高蒸汽的压力和温度，并采用其他改进措施，比如加强润滑、改进密封和加强材料强度等。
作为一种已经成熟的设备，往复式蒸汽机在现代工业体系中仍然扮演着重要的角色，被用于各种设备和工具中，比如汽车、农机、压缩机和机床。
随着工业技术的不断进步，它可能会被其他工业设备所取代，但往复式蒸汽机所体现的基本物理原理将永远存在于人类工程制造的历史中。
结论往复式蒸汽机作为一种早期的发动机械，在推动工业的发展中发挥了巨大的作用。
本文对往复式蒸汽机的原理做了详细介绍，希望能够让读者对这种神奇的机械有更深入的理解。
蒸汽机原理及发展
蒸汽机原理及发展蒸汽机是将蒸汽的能量转化为机械功的往复式机械。
它需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头，石油，煤或天然气甚至垃圾作为热源，蒸汽膨胀推动活塞做功。
蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成。
汽缸和底座是静止部分。
在蒸汽锅炉中，通过燃烧过程水沸腾为蒸汽。
通过管道蒸汽被送到汽缸。
阀门控制蒸汽到达汽缸的时间，经主汽阀和节流阀进入滑阀室，受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧，推动活塞运动。
蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过管道被引入冷凝器重新凝结为水。
这个过程在蒸汽机运动时不断重复。
一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组。
蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动。
新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机，从汽缸中出来的蒸汽还可以利用它的余热在推动这个涡轮机来提高整个驱动装置的效率。
这个涡轮机也与船的螺旋浆轴相连。
蒸汽机按蒸汽在活塞一侧或两侧工作，可分为单作用和双作用式；按汽缸布置方式，可分为立和卧式；按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀，可分为单胀式和多胀式；按蒸汽在汽缸中的流向，可分为回流式和单流式；按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式。
蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。
直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机。
1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。
瓦特并不是蒸汽机的发明者，在他之前，早就出现了蒸汽机，即纽科门蒸汽机，但它的耗煤量大、效率低。
瓦特运用科学理论，逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。
从1765年到1790年，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。
澧县六中九年级物理上册2.1热机精选练习含解析新版教科版
第1节热机一、夯实基础1、最早的热机是，经过英国工程师的改进、完善，在18世纪得到广泛使用。
【答案】蒸汽机瓦特【解析】最早的热机是蒸汽机，经过英国工程师瓦特的改进、完善，在18世纪得到广泛使用。
2、关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（）A.将势能转化为动能B.将机械能转化为化学能C.将内能转化为机械能D.主要目的是通过热传递改变物体的内能【答案】 C【解析】热机是利用内能做功并将内能转化为机械能的机械，故选C。
3、（2020·山东省枣庄山亭学业水平模拟）下列设备中，没有利用热机的是（）A.火车B.飞机C.帆船D.摩托车【答案】 C【解析】热机是通过燃料燃烧，将燃料的化学能转化为内能，再利用内能推动活塞做功，将内能转化为机械能。
火车、飞机、摩托车工作时都要使用化石能源作燃料，都是使用热机工作的；帆船工作时是通过风力进行工作的，没有使用热机。
故故选C。
4、（2020·上海闵行二模）热机工作时将蒸汽或燃气的内能转化为（）A.化学能B.电能C.机械能D.核能【答案】 C【解析】热机是利用内能做功并将内能转化为机械能的机械，故选C。
5、（2019·湖南衡阳初三期末）如图是最早的蒸汽汽车模型，工作原理是通过燃料燃烧产生水蒸气，高温水蒸气推动汽车前进。
其工作原理中有关能量转化的叙述正确的是（）A.内能——化学能——机械能 B .机械能——内能——化学能C.化学能——内能——机械能D.内能——机械能——化学能【答案】 C【解析】分析蒸汽汽车工作原理可知，该过程通过燃烧把燃料的化学能转化为水蒸气的内能，水蒸气推动汽车前进过程是把水蒸气的内能转化为机械能，故A、B、D错误，C正确。
故选C。
提升训练1、（多选）以下机械属于热机的是（）A.火箭发动机B.柴油机C.滑轮组D.洗衣机【答案】AB【解析】热机是通过燃料燃烧，将燃料的化学能转化为内能，再利用内能推动活塞做功，将内能转化为机械能。
蒸汽机的原理构造
蒸汽机的原理构造简介蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。
蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。
直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。
蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。
直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
发明历史世界上第一台蒸汽机是古希腊的亚历山大利亚城的希罗于1世纪发明的风光管，不过它只不过是一个玩具而已。
16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。
现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。
萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。
他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。
打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。
待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。
如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。
萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水，汲水深度不能超过六米。
为了从几十米深的矿井汲水，须将提水机装在矿井深处，用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上，这在当时无疑是困难而又危险的。
纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。
这种蒸汽机先在英国，后来在欧洲大陆得到迅速推广，它的改型产品直到19世纪初还在制造。
纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，这主要是由于蒸汽进入汽缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推广。
1764年，英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时，注意到了这一缺点，并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机，并于1769年取得了英国的专利。
往复式蒸汽机原理
往复式蒸汽机原理往复式蒸汽机是一种早期的热力学装置，它的原理是将热能转化为机械能。
这种机器的发明者是詹姆斯·瓦特，他在1775年设计了第一个可行的往复式蒸汽机。
这种机器的核心是一个活塞，它能够在一个密闭的容器中来回运动，从而产生机械能。
往复式蒸汽机的工作原理很简单。
首先，将水加热，产生蒸汽。
然后，将蒸汽输送到一个密闭的容器中，在容器中形成压力。
这个容器通常称为汽缸，它内部有一个活塞。
当蒸汽进入汽缸时，它会推动活塞向上移动。
当活塞到达顶部时，蒸汽被释放出来，从而使活塞向下移动。
这个过程循环进行，产生连续的机械运动。
在往复式蒸汽机中，活塞是一个关键的组件。
它的作用是将热能转化为机械能。
活塞通常由金属制成，可以在汽缸内自由移动。
当蒸汽进入汽缸时，它会推动活塞向上移动。
当活塞到达顶部时，蒸汽被释放出来，从而使活塞向下移动。
活塞的来回运动产生了机械能，可以用于驱动其他机械设备。
往复式蒸汽机的优点是它的结构简单，容易制造和维修。
它可以使用多种燃料，包括煤、木材和石油。
它也可以用于许多不同的应用，包括泵、发电机和机车。
在19世纪末和20世纪初，往复式蒸汽机被广泛应用于工业和交通领域。
然而，往复式蒸汽机也有一些缺点。
首先，它的效率相对较低。
这是因为它无法完全利用热能，部分热能会散失到周围环境中。
其次，它的速度相对较慢，无法满足一些高速应用的需求。
最后，它的运作需要大量的水和燃料，这在某些情况下可能是一个问题。
总之，往复式蒸汽机是一个重要的热力学装置，它的发明对于工业和交通领域的发展做出了重要贡献。
虽然它已经被许多更高效、更快速的机器所取代，但它的原理和结构仍然对于我们理解机械运动和热力学原理具有重要意义。
蒸汽机分类(一)
蒸汽机分类(一)
蒸汽机分类
1. 按工作原理分类
•活塞式蒸汽机：利用蒸汽的压力推动活塞进行往复运动，将热量转化为机械能。
•轮式蒸汽机：利用蒸汽的压力驱动转轮或涡轮进行旋转运动，将热量转化为机械能。
2. 按工作循环分类
•往复式蒸汽机（呼吸式蒸汽机）：蒸汽在缸中的工作循环是往复运动的。
•旋转式蒸汽机（连续式蒸汽机）：蒸汽在发动机内的工作循环是连续的。
3. 按蒸汽供给方式分类
•外缸式蒸汽机：蒸汽在外部供给到缸中，然后使活塞或转轮运动产生功。
•内缸式蒸汽机：蒸汽在发动机内部产生，并直接作用于活塞或转轮，驱动发动机运转。
4. 按喷射方式分类
•简单喷射式蒸汽机：将蒸汽直接喷射到活塞或转轮上，推动活塞或转轮运动。
•复式喷射式蒸汽机：通过高低压差驱动蒸汽的循环流动，提高能量利用效率。
5. 按热源分类
•燃烧式蒸汽机：利用燃料燃烧产生热能，再将热量转化为机械能。
•外界供热式蒸汽机：通过外界的其他热源（例如太阳能、核能等）供给热能，再将热量转化为机械能。
6. 按应用领域分类
•汽车用蒸汽机：用于汽车的动力来源，驱动车辆行驶。
•发电用蒸汽机：用于发电厂，将热能转化为电能。
•工业用蒸汽机：用于工业生产过程中的动力来源，例如驱动机械设备、泵车等。
以上是对蒸汽机分类的一些简要介绍。
蒸汽机作为工业革命时代
的重要发明之一，具有广泛的应用领域。
不同分类的蒸汽机根据其特
点和工作原理，可以在不同场合中发挥各自的优势，为社会和经济发
展提供动力支持。
往复式蒸汽机的结构与工作原理
往复式蒸汽机的结构与工作原理蒸汽机的结构图258上所示为蒸汽机的结构。
该图所示为卧式蒸汽机。
它由机座、汽缸、活塞、连杆曲柄机构、蒸汽分配装置和飞轮组成。
蒸汽机的工作原理如下。
蒸汽从蒸汽锅炉经蒸汽管路和蒸汽分配装置(滑阀室)进入汽缸、汽缸内的活塞在蒸汽压力作用下按次序地自一端到另一端作往复运动。
当活塞的一面在进汽时，废汽从活塞的另一面排出。
活塞借活塞杆与连杆的一端相连接。
连杆的另一端与曲柄轴相迎接，蒸汽分配装置(滑阀)是由安装在蒸汽机曲柄轴上的偏心轮来带动的。
当活塞在蒸汽压力作用下向右移动时，滑阀向左移动；当活塞向左移动时，滑阀则向右移动。
现在来研究一下盒式滑阀配汽装置的蒸汽分配图(图259)。
滑阀室和汽缸相连接。
在此滑阀室中有一抛光的平面2---滑阀面，在滑阀面内开有三条汽路：两条3在两侧，一条4在中间。
蒸汽经过中间的汽路向外排出，而经过两侧的汽路进入汽缸内。
滑阀借偏心轮可以在滑阀面上沿滑阀室纵方向作往复运动。
滑阀如一盒子，在其移动时能关闭汽路的所有的三个汽口、或者其中两个汽口。
从锅炉进入滑阀室的蒸汽经汽路中的一条，例如，经左侧汽路进入汽缸。
此时，右侧的汽路3被滑阀关闭：并且在滑阀下与排汽汽路4相连通。
从锅炉出来的蒸汽往汽缸内进汽，直到滑阀向左移动，把左侧的汽路3关闭，并使左侧汽路3与排汽汽路4相连通时为止。
使滑阀作往复运动的偏心轮应正确地安装在曲柄轴上；即当活塞移至死点时，滑阀能使蒸汽开始从活塞的一侧进汽，而从另一侧排汽。
蒸汽在蒸汽机汽缸内的工作可以分成四个阶段：1、进汽；2、膨胀；3、排汽；4、压缩。
这些阶段可以参看图260，图261，图262，图263。
图260下半个图所示为活塞位于左面死点，而上半个图所示是与活塞相应的滑阀位置。
此时，蒸汽经过隙缝а开始进汽；并经过隙缝б排汽。
图261所示为滑阀处于极右的位置，此时活塞已离开死点。
左侧汽路完全启开进汽，右侧汽路则排汽。
图262所示为停止进汽(进汽切断)；进汽切断以后，汽缸内之压力降低，但活塞继续向右移动；与此同时，继续排出废汽。
蒸汽机船
船用泵是船上用来提高液体机械能的设备。泵的工作原理是将原动机的机械能转化为液体的势能（主要是压 力能），同时为船舶系统中的液体提供动力。
按照结构形式船用泵主要分为容积式泵（包括活塞泵、齿轮泵、螺杆泵、叶片泵）、叶轮式泵（包括离心泵、 漩涡泵等）、喷射泵等。下面介绍几种典型船用泵：活塞泵、回转泵和离心泵。
将蒸汽用于航船的最初尝试可以追溯到18世纪末，但是，至19世纪后期才有了结果。当时帆船航行如此发达， 以致使人认为汽力用于航船没有必要；即使有了汽船，在一段很长的时间里仍装有完备的帆樯设备。航船不采用 蒸汽设备也是由于发动机和燃料太重，以致必须增加船的体积。第一艘汽轮是美国人罗伯特·富尔顿制造的。他 的“克勒蒙特”号轮船，只用蒸汽发动机和借助于轮子和桨叶推动，于1807年绕纽约航行一周。在英国工业革命 期间，铁焊技术和蒸汽发动机的技术大大改进了第一批汽轮的设计。1838年，实现了穿越大西洋的“大西方号” 装有空前巨大的发动机，有4个锅炉供汽。到60年代，布鲁尼制造的“大东方号”的设计，比当时最大的轮船还 大5倍，发电机也比当时的都大。这一轮船与作家凡尔纳的小说《漂浮的城市》产生的轰动效应一样巨大。
发展历史
1807年，美国的R·富尔顿建成第一艘往复式蒸汽机船“克莱蒙特”（Claremont）号，并试航成功。1839 年，第一艘装有螺旋桨推进器的蒸汽机船“阿基米德”（Archimedes）号问世，这种推进器充分显示出它的优越 性，因而被迅速推广。1868年，中国第一艘蒸汽机兵船“惠吉”（Hui ji）号建造成功。1896年，世界上第一艘 回转式蒸汽轮机船“透平尼亚”（Turbinia）号在英国建成。20世纪初期，大西洋上的超大型客船都是以往复式 蒸汽机为动力，直至20世纪50年代，才逐渐被柴油机动力淘汰。
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伟大的前人发明了往复式蒸汽机，可惜的是很多人不知道原理。
我就来简单讲下，就以蒸汽机车的往复式蒸汽机为例，原理图如下：
（注意，我现在讲的仅仅是往复式蒸汽机的原理，这个比较经典。
其他的以后再讲）
我们可以看见，红色是热的蒸汽，绿的是冷掉的蒸汽（用过的蒸汽）
首先蒸汽进入滑阀配气系统。
就是那个半圆
再根据配气的路线进入汽缸膨胀推动活塞做功，活塞推动轮子，火车前进。
轮子上在不是圆心的地方有个轴（可以认为是曲轴），上边连接一根杆（图中左边橘红色的）。
叫什么忘记了。
汗。
再通过杆控制滑阀配气系统。
控制蒸汽的去向
最后排气。
在滑阀配气系统中，那个半圆形的滑阀里有个排气孔（形象的说就是在小汽缸的半圆形滑阀的位置的汽缸壁上挖个孔蒸汽就可以流出）注意，所谓小汽缸是针对下边有大活塞的大汽缸而言的，就是指有滑阀的那个汽缸
其实火车有换向功能（总有倒车的，但这个是简图，回动机构没出现。
我就省略掉了）最后补出如此循环往复
然后讲下船用蒸汽机。
原理和火车的是一样的，但是考虑到船的形状。
不得不把蒸汽机做的立体来，我就以著名的TITANIC的一对往复式蒸汽机做例子（TITANIC有2种蒸汽机，往复式和蒸汽
轮机。
蒸汽轮机原理简单，类似风车，直接跳过）这是原理图
容易混淆的地方。
不要以为左边是锅炉。
那是冷凝器。
锅炉部分省略掉了
原理我们已经看过了。
这个就是多个汽缸并在一起的蒸汽机这是4汽缸的蒸汽机，蒸汽先进入中间的小汽缸，逐步进入大汽缸，这是因为船很大，要足够的动力，一方面也是要最大限度利用蒸汽（反正都要冷凝好再送进锅炉的。
）
为什么汽缸有大小？因为经过一次膨胀，蒸汽压力会减小，那么会出现蒸汽对活塞的力不够，那么，适当加大活塞面积。
F=PS。
P小了就适当加大S。
（其实这个是我自己认为的，可能就是这个）
其实船的蒸汽机也有换向功能。
大概讲下，如图所示。
我们注意到连接滑阀的杆在曲轴有2个连接处，正好是一上一下（大概差180度，就是红的和黄的），这2个连接处又是相互连接的，（通过绿色连接）
连接滑阀的杆穿在绿色里边滑阀。
而绿色又通过蓝色的连接，最后连接到白色的控制手柄
原理：由于黄色和红色差开大概180度，所以黄色上升时红色在下降，黄色下降红色上升。
现在图中连的是黄色还是红色呢？黄色，因为此时，连接滑阀的杆几乎是直接连在黄的上边，红的可以忽略。
判断连接那个很重要
这时候如果把白色手柄往上推。
可以预见，绿色向左，连接滑阀的杆被连接到红色上。
那么滑阀移位，改变原来的节奏，正好快或者慢半拍，把这个时候的进气口变成了排气口，排气口变成进气口。
蒸汽反方向推动活塞，转向完成。
现在说说火车的回动机构
有杠杆原理可知道13这个月牙板上下的运动方向是反的。
通过改变连接滑阀的杆在月牙板上的位置，就起到是滑阀反向运动的作用。
这个还有其他作用。
具体就不说了（这个研究的不透彻）
这点不懂的话仔细琢磨琢磨应该能理解。