工业革命之一蒸汽机到内燃机

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引擎发展历程

引擎发展历程

引擎发展历程引擎是现代机械设备的核心部件之一,其发展历程可以追溯到蒸汽机时代。

随着工业革命的推进,引擎的种类和用途也越来越多样化,从最初的蒸汽机到内燃机、电动机、火箭发动机等,不断地推动着人类社会的进步和发展。

一、蒸汽机时代蒸汽机是最早被广泛使用的引擎之一。

它最初是由英国工程师詹姆斯·瓦特于18世纪末期发明的。

这种引擎利用水蒸气产生的压力来驱动活塞或转动轮子,从而产生动力。

在19世纪初期,蒸汽机被广泛应用于纺织、采矿、造船等行业中。

二、内燃机时代内燃机是20世纪初期出现的新型引擎。

它利用可燃气体混合物在氧气存在下自燃爆炸产生高温高压气体推动活塞或转动轴承,从而产生动力。

内燃机具有体积小、重量轻、功率大、效率高等优点,很快就取代了蒸汽机成为主流引擎。

内燃机的发展经历了多个阶段:1.汽油机汽油机是最早的内燃机之一。

它最初是由德国工程师卡尔·本茨于1876年发明的。

这种引擎利用汽油混合物在氧气存在下自燃爆炸产生高温高压气体推动活塞或转动轴承,从而产生动力。

汽油机广泛应用于汽车、摩托车等交通工具中。

2.柴油机柴油机是由德国工程师鲁道夫·迪波尔于1892年发明的。

它利用柴油在高温高压条件下自燃产生气体推动活塞或转动轴承,从而产生动力。

柴油机具有功率大、效率高、耐久性强等优点,被广泛应用于舰船、火车、发电厂等领域。

3.涡轮增压技术涡轮增压技术是20世纪30年代出现的新型技术。

它利用涡轮增加进气量和压力,从而提高内燃机的功率和效率。

涡轮增压技术广泛应用于航空、汽车等领域。

三、电动机时代电动机是20世纪中期出现的新型引擎。

它利用电能产生的磁场推动转子或线圈,从而产生动力。

电动机具有无污染、无噪音、高效率等优点,被广泛应用于工业、交通等领域。

四、火箭发动机时代火箭发动机是20世纪后期出现的新型引擎。

它利用化学能或核能产生的高温高压气体推动喷嘴,从而产生巨大的推力。

火箭发动机被广泛应用于航天、导弹等领域。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指利用热能转化为机械能的设备或装置,它在人类历史上的发展起到了重要的作用。

本文将详细介绍热机的发展历史,从早期简单的蒸汽机到现代高效的内燃机,展示了热机技术的进步和演变。

1. 早期热机的发展早期的热机主要是以蒸汽机为代表。

最早的蒸汽机可以追溯到公元前1世纪的古希腊,但直到18世纪末期,蒸汽机才开始得到广泛应用。

蒸汽机的发明者詹姆斯·瓦特对蒸汽机进行了重要的改进,使其成为第一台实用的热机。

这一发明标志着热机技术的重大突破和应用。

2. 工业革命时期的热机发展19世纪的工业革命推动了热机技术的快速发展。

蒸汽机成为工业生产的主要动力源,驱动着纺织、采矿、交通等各个领域的发展。

同时,蒸汽机的改进也在不断进行,如高压蒸汽机、复式蒸汽机等的出现,使得热机效率得到了提高。

3. 内燃机的兴起20世纪初,内燃机的发明和应用推动了热机技术的新一轮革命。

内燃机以其高效、轻便、易于操作等优势,逐渐取代了蒸汽机在许多领域的地位。

汽油机和柴油机成为内燃机的两大主要类型,分别用于汽车、船舶、发电等领域。

内燃机的发展带动了交通运输、能源和工业生产的快速发展。

4. 热机技术的现代发展随着科技的进步和能源需求的增长,热机技术也在不断发展。

现代热机注重提高能源利用效率、减少环境污染和降低能源消耗。

例如,燃气轮机、蒸汽轮机和燃料电池等新型热机技术的出现,使得能源转化更加高效和清洁。

此外,热机技术在可再生能源领域也有了广泛应用,如太阳能热发电、地热发电等。

总结:热机的发展历史经历了从蒸汽机到内燃机的演变,以及现代热机技术的不断创新。

从早期简单的蒸汽机到现代高效的内燃机,热机技术的进步为人类的工业生产、交通运输和能源利用带来了巨大的变革。

随着科技的不断进步,热机技术将继续发展,为人类创造更加高效、清洁和可持续的能源转换方式。

浅述内燃机发展史及未来趋势

浅述内燃机发展史及未来趋势

浅述内燃机发展史及未来趋势一、内燃机的发展历史内燃机的发展历史可以追溯到19世纪初,最早的内燃机是蒸汽机。

蒸汽机是利用燃煤或燃气来加热水,产生蒸汽来推动活塞来完成功,是工业革命的产物。

但是由于蒸汽机体积大、重量重且动力效率低,于是人们开始探索其他更加高效、轻巧的动力源。

1860年,法国工程师Etienne Lenoir成功制造出了第一台内燃机,他使用煤气作为燃料,借助火花点燃混合气体,使活塞往复运动,从而推动机器工作。

这标志着内燃机的诞生。

20世纪初,内燃机经历了燃油混合、点火系统、汽车增压等多项技术改革,内燃机动力的效率大大提高,同时机器的体积也越来越小,性能逐渐趋于完善。

此后,内燃机的发展主要体现在两个方面,一是性能更加精湛,能够满足各种工业和交通运输需求;二是环保性能大幅提高,减少对环境的污染。

二、内燃机的未来趋势内燃机在现代社会的作用举足轻重,但是随着环境污染和能源危机的日益严重,内燃机也面临着一些挑战。

内燃机的未来趋势主要有以下几个方向。

1. 高效节能:由于能源的有限性,未来内燃机将追求更高效的燃烧方式和更少的能源消耗。

例如采用先进的燃烧技术和材料技术,提高内燃机的燃烧效率,减少能源损耗。

2. 清洁环保:环保已经成为了当今社会最为重要的话题之一,内燃机在未来将更加注重环保和减少污染。

例如采用清洁燃料,减少排放物的产生,发展新技术如电动汽车、混合动力车等,以减少对环境的污染。

3. 智能化发展:未来内燃机将朝着智能化方向发展,结合人工智能、大数据和互联网技术,实现内燃机的智能化控制和管理。

通过智能化技术,内燃机的使用效率将得到大幅提高。

4. 多元化应用:除了传统的汽车和工业用途,未来内燃机还将拓展到更多的领域,如飞机、火箭、船舶等新能源车辆,为人类的生产生活带来更多便利。

内燃机的未来将以智能化、环保化和多元化为主要趋势,随着科技的不断进步,内燃机发展的道路必将更加广阔。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指利用热能进行能量转换的装置或者系统。

它们在工业、交通、农业等领域中发挥着重要作用。

本文将详细介绍热机的发展历史,从早期的蒸汽机到现代的内燃机和燃气轮机,以及未来可能的发展方向。

1. 蒸汽机的诞生和发展蒸汽机是热机的鼻祖,它最早浮现在18世纪末。

英国工程师詹姆斯·瓦特(James Watt)在1769年改进了早期的蒸汽机,使其效率大大提高。

这一发明标志着工业革命的开始,蒸汽机被广泛应用于矿山、纺织和交通等领域。

2. 内燃机的崛起内燃机是20世纪初期浮现的一种热机,它利用可燃气体在内部燃烧产生高温和高压气体,驱动活塞运动。

德国工程师尼古拉斯·奥托(Nikolaus Otto)于1876年发明了第一台四冲程汽油发动机,这标志着内燃机的诞生。

内燃机具有体积小、分量轻、启动方便的优点,很快取代了蒸汽机成为主流动力装置。

3. 燃气轮机的应用燃气轮机是一种利用燃气高温高压流体对涡轮进行推动的热机。

它最早由英国工程师弗兰克·惠特利(Frank Whittle)于1930年代发明,但直到二战后才得到广泛应用。

燃气轮机具有高效率、快速启动和灵便性强的特点,被广泛应用于航空、发电和海洋工程等领域。

4. 热机的未来发展趋势随着科技的不断进步,热机的发展也在不断演进。

以下是热机未来发展的几个趋势:a. 新能源热机:随着对传统能源的限制和环保意识的提高,新能源热机将得到更多关注和研究。

例如,太阳能热机、生物质热机等。

b. 高效能热机:提高热机的效率是一个永恒的课题。

通过改进燃烧技术、降低能量损失等手段,可以进一步提高热机的效率。

c. 智能化热机:随着人工智能和物联网技术的发展,热机也将向智能化方向发展。

通过传感器和控制系统的应用,可以实现对热机运行状态的实时监测和优化控制。

d. 融合热机:热机与其他技术的融合将成为未来发展的一个趋势。

例如,热机与储能技术的结合,可以实现能量的高效利用和储存。

从蒸汽时代到内燃机时代

从蒸汽时代到内燃机时代
,原 理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆 炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则 推动飞机向前。
现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原 理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆 炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则 推动飞机向前。
现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原 理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆 炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则 推动飞机向前。
1、1823年,英国人布朗发明了最早的可以实际 运转的内燃机。 2、1838年,英国人巴尼特发明了压缩式内燃机。 3、1860年,法国人雷诺发明了用煤气的商品化 的内燃机。 4、奥托发明世界上第一台四冲程卧式煤气机, 被后人称为“奥托机”。 5、戴姆勒发明高速汽油发动机。 6、狄塞尔发明压燃点火式柴油发动机。
这是陈列在英国伦敦科学博物馆内的瓦特制成 的世界上第一台蒸汽机, 其许多主体部件都 是用木头制造的。
瓦特的蒸汽机点燃了“工业革命”的导火索。 很快就在美、法、俄、德等国的工业生产中提供 了强大的动力机,使人类社会的生产突飞猛进. 蒸汽机的发明,在很短的时间内,改变了整个世 界的面貌.
内 燃 机
进入20世纪后,内燃机的转速开始大幅度提高。 随着发电机和电动机的发明,世界开始进入电气时代。中 心发电站迅速兴起,大功率的高速汽轮机应运而生。 1882年,瑞典的拉瓦尔制成第一台单级冲动式汽轮机。 第一台有实用意义的汽轮机,是英国帕森斯在1884年制成 的多级反动式汽轮机,它利用反作用的原理使涡轮旋转, 但功率仅为7.5千瓦。 不久,他又制造出每台为1000千瓦的发电用的汽轮机; 1896年,法国拉托把几个单级冲动式汽轮机串联在一起, 形成多级冲动式汽轮机;同年,美国柯蒂斯也获得一次汽 轮机的发明专利,他把蒸汽的动能分两部分供给两排动叶 片,因而转速比拉瓦尔的单级冲击式汽轮机低。汽轮机的 进一步发展是把冲击式和反作用式结合起来,改善了汽轮 机的性能。

机械工程在工业革命中的重要角色

机械工程在工业革命中的重要角色

机械工程在工业革命中的重要角色当我们回顾工业革命的历史长河,机械工程无疑是其中最为璀璨的明珠之一。

它不仅是推动工业革命滚滚向前的强大动力,更是塑造现代工业体系和社会面貌的关键力量。

在工业革命之前,人类的生产方式主要依赖手工劳动,效率低下,产量有限。

然而,随着机械工程的兴起,一切都发生了翻天覆地的变化。

机械工程为工业生产带来了前所未有的革新,从简单的工具制造到复杂的机器系统,从蒸汽机的发明到内燃机的广泛应用,每一次突破都极大地提高了生产力,改变了人们的生活和工作方式。

蒸汽机的出现是工业革命的标志性事件之一。

在 18 世纪,詹姆斯·瓦特对蒸汽机进行了关键性的改进,使其效率大幅提高。

蒸汽机的广泛应用使得工厂不再依赖于水力和风力等自然能源,能够在任何地点建立和运作。

它为纺织业、采矿业、制造业等众多行业提供了强大的动力源,推动了大规模生产的发展。

工厂可以集中生产,生产规模不断扩大,生产成本逐渐降低,产品的种类和数量也日益丰富。

机械工程在工业革命中的另一个重要贡献是机器制造技术的进步。

随着对精度和效率的要求不断提高,机械工程师们发明了各种机床,如车床、铣床、钻床等。

这些机床能够加工出高精度的零部件,使得机器的性能和可靠性得到了极大提升。

同时,标准化零件的生产理念也应运而生,这使得机器的维修和组装变得更加便捷和高效,进一步促进了工业生产的规模化和专业化。

在工业革命的进程中,机械工程还催生了新的生产组织形式和管理模式。

工厂制度逐渐取代了家庭作坊和手工工场,工人不再是独立的个体,而是在一个有组织、有纪律的生产体系中协同工作。

为了提高生产效率,管理科学也开始兴起,出现了诸如分工协作、流水线生产等先进的管理理念和方法。

机械工程的发展也带动了交通运输领域的变革。

火车和轮船的发明使得货物和人员的运输变得更加快捷和高效。

铁路网络的迅速扩张不仅促进了国内贸易的发展,还加强了不同地区之间的经济联系。

轮船的出现则改变了国际贸易的格局,使得远距离的物资运输成为可能,进一步推动了全球经济的一体化进程。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指将热能转化为机械能的装置或系统,它在人类社会的发展中起到了重要的作用。

本文将详细介绍热机的发展历史,从早期的蒸汽机到现代的内燃机,以及未来可能的发展方向。

1. 蒸汽机的发明与发展蒸汽机是热机的一种最早形式,其发明可以追溯到18世纪。

英国工程师詹姆斯·瓦特在1769年发明了第一台实用的蒸汽机,这一发明标志着工业革命的开始。

蒸汽机的原理是利用蒸汽的压力来驱动活塞运动,从而产生机械能。

随着技术的进步,蒸汽机得到了不断改进和发展,成为19世纪工业化时代的主要动力来源。

2. 内燃机的诞生与演进内燃机是另一种重要的热机类型,它是利用燃烧燃料产生高温高压气体来驱动活塞运动的装置。

内燃机的发明可以追溯到19世纪末。

德国工程师尼古拉斯·奥托在1876年发明了第一台四冲程汽油内燃机,这一发明标志着现代内燃机的诞生。

内燃机的优势在于其高效率、便携性和可靠性,逐渐取代了蒸汽机成为主要的动力装置。

3. 热机的应用领域热机在各个领域都有广泛的应用。

在工业领域,热机被用于驱动各种机械设备,如发电机、泵和压缩机等。

在交通运输领域,内燃机被广泛应用于汽车、火车和飞机等交通工具中。

此外,热机还被用于供暖和空调系统、农业机械以及航天器等领域。

4. 热机的发展趋势随着科技的进步和环境保护意识的增强,热机的发展也面临着一些挑战和新的发展方向。

一方面,人们对热机的效率和能源利用率提出了更高的要求,推动了热机技术的不断创新和改进。

例如,燃料电池和热电联产技术等新型热机技术的出现,使得热能转化效率得到了进一步提高。

另一方面,环境污染和气候变化等问题也促使人们寻找更清洁和可持续的动力解决方案。

因此,电动机、太阳能和风能等可再生能源的发展也对热机技术提出了新的挑战和机遇。

总结:热机作为将热能转化为机械能的装置或系统,在人类社会的发展中起到了重要的作用。

从蒸汽机到内燃机,热机的发展经历了多个阶段,并在工业、交通运输等领域得到广泛应用。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指利用热能进行能量转换的机器或装置。

它们在人类历史上的发展起到了至关重要的作用,从最早的蒸汽机到现代的内燃机,热机的发展经历了漫长而又精彩的历程。

本文将详细介绍热机的发展历史,并探讨其对人类社会的影响。

1. 古代热机的起源热机的起源可以追溯到古代文明时期。

早在公元前1世纪,古希腊工程师赫罗恩就发明了一种称为"赫罗恩蒸汽球"的装置,利用蒸汽产生的压力来推动球体旋转。

这被认为是世界上最早的蒸汽动力装置之一,为后来蒸汽机的发展奠定了基础。

2. 工业革命时期的蒸汽机18世纪末至19世纪初的工业革命时期,蒸汽机的发展迅速。

詹姆斯·瓦特在1769年改进了蒸汽机的设计,使其能够高效地转化热能为机械能。

瓦特蒸汽机的发明标志着热机技术的重大突破,它被广泛应用于矿山、纺织和交通运输等领域,极大地推动了工业革命的进程。

3. 内燃机的诞生与发展随着工业革命的进行,人们对热机的性能和效率提出了更高的要求。

19世纪末,德国工程师尼古拉斯·奥托成功发明了第一台四冲程内燃机。

内燃机通过将可燃物质与空气混合并在燃烧室中点燃,利用爆炸产生的高温高压气体推动活塞运动,从而实现能量转换。

内燃机的诞生标志着热机技术的新一轮革命,它比蒸汽机更加高效、灵活,被广泛应用于汽车、飞机等交通工具以及发电厂等领域。

4. 热机对社会的影响热机的发展对人类社会产生了深远的影响。

首先,热机的出现推动了工业革命的进程,促进了工业化的发展,极大地改变了人们的生产和生活方式。

其次,热机的高效能量转换使得能源利用更加经济高效,提高了能源利用效率,减少了能源浪费。

此外,热机的应用也带来了交通运输的革命,使得人们的出行更加便捷和快速。

5. 热机发展的未来趋势随着科技的不断进步,热机技术也在不断发展。

如今,人们对热机的要求更加注重环保和可持续发展。

因此,热机技术的未来趋势将更加关注能源的清洁和高效利用,例如燃料电池、太阳能热机等新兴技术的应用将成为热机发展的重要方向。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指利用热能转化为机械能的装置,它在人类历史上的发展经历了漫长的过程。

本文将从古代的蒸汽机开始,逐步介绍热机的发展历史。

1. 古代蒸汽机古代蒸汽机是热机的最早形式之一。

公元1世纪,古希腊的工程师赫罗恩设计了一种名为“埃奥洛波斯蒸汽机”的装置。

该蒸汽机通过加热水使其蒸发产生蒸汽,然后利用蒸汽的压力推动装置运动。

虽然这种蒸汽机并没有实际应用,但它为后来蒸汽机的发展奠定了基础。

2. 工业革命时期的蒸汽机18世纪末至19世纪初,工业革命的到来推动了蒸汽机的发展。

苏格兰工程师詹姆斯·瓦特改进了蒸汽机的设计,使其具有更高的效率和可靠性。

他的蒸汽机采用了活塞和曲柄机构,使得蒸汽能够更有效地转化为机械能。

这一技术突破极大地推动了工业革命的进程,促进了机械化生产的发展。

3. 内燃机的发展19世纪末,内燃机的发明进一步推动了热机的发展。

德国工程师尼古拉斯·奥托发明了第一台四冲程内燃机,这一发明被认为是现代内燃机的基础。

内燃机通过燃烧燃料产生高温高压气体,然后利用气体的膨胀推动活塞运动,将热能转化为机械能。

内燃机具有体积小、分量轻、功率密度高等优点,成为现代交通工具和工业设备的主要动力来源。

4. 蒸汽涡轮机的发展20世纪初,蒸汽涡轮机的发明进一步推动了热机的发展。

蒸汽涡轮机利用高速旋转的叶轮将蒸汽的动能转化为机械能。

这种机械能可以用于发电、驱动船舶和飞机等。

蒸汽涡轮机的高效率和大功率输出使得它成为重要的能源转换装置。

5. 热电联产技术的应用近年来,热电联产技术的应用为热机的发展带来了新的机遇。

热电联产技术利用燃料燃烧产生的热能驱动发机电发电,并同时利用废热产生的高温热能进行供暖或者其他用途。

这种技术能够提高能源利用效率,减少能源浪费,对于能源的可持续利用具有重要意义。

总结:热机的发展历史经历了从古代蒸汽机到工业革命时期的蒸汽机,再到内燃机和蒸汽涡轮机的发展。

近年来,热电联产技术的应用为热机的发展带来了新的机遇。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指利用热能进行能量转换的设备或者系统。

它们在人类历史上的发展起到了重要的作用,推动了工业革命和现代化进程。

本文将详细介绍热机的发展历史,从早期的蒸汽机到现代的内燃机和热机电。

1. 蒸汽机时代蒸汽机被认为是第一种实用的热机。

早在公元1世纪,古希腊工程师赫罗恩就发明了一种简单的蒸汽机原型。

然而,真正的工业应用要等到18世纪末的工业革命时期。

詹姆斯·瓦特的改进使蒸汽机在矿山、纺织和运输等领域得到广泛应用。

蒸汽机的发展推动了工业革命的进程,使生产效率大幅提高。

2. 内燃机的诞生内燃机是一种将燃料在内部燃烧产生的高温高压气体转化为机械能的热机。

19世纪末,德国工程师尼古拉斯·奥托发明了第一台四冲程汽油发动机。

这种发动机利用燃烧汽油产生的爆炸力推动活塞运动,实现能量转换。

内燃机的诞生标志着热机技术的新篇章,它在交通运输、工业生产和农业等领域得到广泛应用。

3. 热机电的兴起热机电是一种将热能直接转化为电能的热机。

20世纪初,法国物理学家雅克·莱贝尔发现了热电效应,即在两种不同材料的接触处,当温度差异存在时,会产生电压。

这一发现为热机电的发展奠定了基础。

热机电的应用领域包括太阳能发电、核能发电和废热利用等。

随着材料科学的进步,热机电的效率不断提高,成为可再生能源利用的重要手段之一。

4. 热机技术的创新随着科技的进步,热机技术也在不断创新。

例如,蒸汽轮机的发展使电力发电得以大规模实现,为工业化进程提供了强大动力。

此外,燃料电池作为一种高效清洁的能源转换设备,也在能源领域得到广泛关注和应用。

此外,新型材料的应用和热力学理论的深入研究也为热机技术的发展提供了新的机遇。

总结热机的发展历史经历了从蒸汽机到内燃机再到热机电的演进过程。

这些热机的发明和应用推动了工业革命和现代化进程,改变了人类社会的面貌。

随着科技的不断进步,热机技术也在不断创新,为能源转换和利用提供了新的可能性。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是一种将热能转化为机械能的装置,它在人类历史上扮演着重要的角色。

本文将详细介绍热机的发展历史,从早期的蒸汽机到现代的内燃机,以及未来可能的发展方向。

1. 早期热机的发展早在公元前1世纪,希腊工程师赫罗恩就发明了蒸汽力车,这可以被视为早期热机的雏形。

然而,真正的热机发展始于18世纪。

蒸汽机的发明者詹姆斯·瓦特对热机的改进起到了关键作用。

他的蒸汽机利用蒸汽的压力来驱动活塞运动,从而产生机械能。

这项发明在工业革命中起到了重要的推动作用,使得机械化生产成为可能。

2. 内燃机的崛起19世纪末,内燃机的发明引领了热机技术的新时代。

德国工程师尼古拉斯·奥托发明了第一台四冲程汽油发动机,这标志着汽车工业的诞生。

内燃机的工作原理是通过燃烧混合气体(如汽油或柴油)来产生爆炸,从而驱动活塞运动。

内燃机的优势在于其高效率和灵活性,使得它成为现代交通工具的主要动力源。

3. 热机的现代发展随着科学技术的进步,热机得到了进一步的改进和优化。

蒸汽机的改进使得其效率得到提高,同时电力的广泛应用也推动了热机技术的发展。

内燃机也不断演化,出现了涡轮增压、多气缸和直喷等技术的应用,提高了燃烧效率和动力输出。

4. 未来热机的发展趋势随着环保意识的增强,未来热机的发展趋势将更加注重能源的高效利用和低排放。

一种可能的发展方向是混合动力系统的应用,将内燃机与电动机相结合,以提高燃烧效率和减少尾气排放。

此外,燃料电池和太阳能等可再生能源的应用也将推动热机技术的创新。

总结:热机的发展历史可以追溯到古代,但真正的突破发生在18世纪的工业革命时期。

蒸汽机和内燃机的发明推动了热机技术的进步,使得机械化生产和现代交通工具成为可能。

随着科技的不断进步,热机得到了进一步的改进和优化,提高了效率和动力输出。

未来热机的发展将更加注重能源的高效利用和环境保护,混合动力系统和可再生能源的应用将成为热机技术的重要发展方向。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机作为一种能够将热能转化为机械能的装置,在人类历史上扮演着重要角色。

它的发展经历了漫长而蜿蜒的过程,从最早的蒸汽机到现代的内燃机,向来在不断地演进和改进。

1. 蒸汽机的发展蒸汽机被认为是热机的鼻祖,其发明者被认为是英国工程师詹姆斯·瓦特。

在18世纪末和19世纪初,蒸汽机逐渐成为工业革命的推动力量。

蒸汽机的工作原理是利用蒸汽压力推动活塞运动,从而产生机械能。

瓦特改进了早期蒸汽机的缺点,使其更加高效和可靠。

蒸汽机的发展为工业化进程提供了强大的动力源。

2. 内燃机的诞生内燃机的发明标志着热机技术的新时代的开始。

德国工程师尼古拉斯·奥托于1876年发明了第一台四冲程汽油发动机,这是内燃机的雏形。

内燃机的工作原理是通过燃烧燃料和氧气来产生高温高压气体,从而推动活塞运动,将热能转化为机械能。

内燃机相比蒸汽机具有体积小、分量轻、启动方便等优点,逐渐成为交通工具和工业设备的主要动力。

3. 燃气轮机的应用燃气轮机是20世纪初由英国工程师弗兰克·惠特利发明的一种新型热机。

燃气轮机利用高温高压气体推动涡轮旋转,进而产生动力。

与传统的蒸汽机和内燃机相比,燃气轮机具有高效率、快速启动和适应性强等优势。

燃气轮机的应用范围广泛,包括电力站、飞机和船舶等。

4. 热电联产技术的发展热电联产技术是一种将热能和电能同时产生的技术,它的发展使得热能的利用效率大大提高。

热电联产技术利用燃烧或者其他方式产生的热能驱动发机电发电,并利用废热产生蒸汽或者热水供暖或者其他用途。

这种技术在能源利用效率方面具有显著的优势,减少了能源的浪费和环境污染。

5. 新能源热机的发展随着环境保护和可持续发展的要求,新能源热机的发展变得越来越重要。

新能源热机包括太阳能热机、地热热机和生物质热机等。

这些热机利用可再生能源来产生热能,并将其转化为机械能或者电能。

新能源热机的发展有助于减少对传统能源的依赖,降低能源消耗和环境污染。

从蒸汽机到内燃机

从蒸汽机到内燃机

从蒸汽机到内燃机从蒸汽机到内燃机通过对热机的研究,人们总结出了热力学第一定律和第二定律,它说明了热运动的一般规律,但是热运动的本质是什么呢?从19世纪中期起,科学家们通过对气体分子运动的研究,对热现象进行微观解释,使热学进人到分子运动的水平。

通过对热力学和热学的研究,提高了蒸汽机的效率,但是蒸汽机本身有难以克服的缺点。

由于蒸汽机的锅炉需承受重压,必须用结实的材料制造,使蒸汽机很笨重;蒸汽机操纵复杂。

锅炉的燃烧需有经验的人专门看管;蒸汽机启动慢,不能随意停止;蒸汽机锅炉容易爆炸,危险性大。

更大的缺点是蒸汽机的热效率低,一般只有5%~8%,最好的也不超过10%~13%。

由于蒸汽机的锅炉和汽缸是分离的,锅炉在外面燃烧,把燃料的热能传给蒸汽机后再转化为机械功,这种外部燃烧的热损失较高,因此蒸汽机的效率难以提高。

在蒸汽机发展的同时,有人开始研究把外燃改为内燃,也就是不用蒸汽做工作介质,利用燃烧后的烟气直接推动活塞运动,把锅炉和汽缸合并起来,这就是内燃机。

1794年,英国工程师斯垂特在研究瓦特蒸汽机的基础上,制造了一台笨拙的内燃机,需要用人力把空气压人汽缸,然后喷人液体燃料,松节油或板油,再点火。

1799年,法国工程师蓝蓬提出了以煤气作为燃料,用电火花来点火的内燃机设计方案。

其后,英国工程师赖特设计爆发式内燃机,意大利工程师巴尔桑第研制自由活塞式内燃机,等等。

到1860年,法国工程师雷诺终于制成第一台实用的爆发式内燃机。

这是一台单缸双动发动机,以煤气为燃料,活塞在它的前半冲程吸入煤气和空气的混合气,接着用电火花点燃,于是膨胀气体推动活塞完成后半个冲程。

汽缸的另半部进行同样的过程,将活塞推回。

这台内燃机的热效率只有4%,电火花点火也不可靠,但它第一次成为带动其他机构的动力机。

欧美报刊纷纷介绍,促进了内燃机的发展步伐。

雷诺内燃机的使用,使人们开始探索内燃机理论。

卡诺在研究热力学时曾涉及到内燃机的基本原理,提出了压缩点火的可能性。

发动机的发展史范文

发动机的发展史范文

发动机的发展史范文发动机是现代工业的重要组成部分,对于交通运输、能源生产以及军事等领域起到了至关重要的作用。

它的发展经历了一系列的进步和创新,下面将详细介绍发动机的发展史。

第一阶段:蒸汽机时代(17世纪-19世纪)蒸汽机是发动机的始祖,其原理是利用热能转化为机械能。

17世纪,英国工程师托马斯·萨维里(Thomas Savery)发明了第一台可用的蒸汽泵。

后来,詹姆斯·瓦特(James Watt)对萨维里的设计进行改良,发明了蒸汽机并取得了重大突破。

这一发明在1800年左右开始广泛用于工业生产和矿山排水,标志着第一次工业革命的到来。

第二阶段:内燃机时代(19世纪-20世纪)内燃机是现代发动机的基础,其原理是将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为机械能。

在19世纪下半叶,法国工程师埃蒙·德尔莫特(Étienne Lenoir)发明了第一台可行的内燃机。

德尔莫特的发动机采用了煤气和空气的混合物作为燃料,并利用电火花点火。

随后,德国工程师尼古拉斯·奥托(Nikolaus Otto)对内燃机进行改进,发明了具有四个行程的柴油机,被称为奥托循环。

奥托的发明被认为是内燃机历史上最重要的里程碑之一第三阶段:航空发动机时代(20世纪)20世纪初期,航空工业的快速发展催生了新型的航空发动机。

德国的奥托·范·波肖(Otto von Pesho)和鲁道夫·希尔舍尔(Rudolf Hermann)等工程师,独立发明了具有压气机的涡轮发动机。

这一发明将航空工业推向了一个新的高度,为飞机的速度和高度提供了更大的提升。

随着二战爆发,喷气式发动机开始得到广泛应用。

德国的恩斯特·海因克尔(Ernst Heinkel)和汉斯·冯·奥巴(Hans von Ohain)分别独立发明了喷气式发动机。

这种发动机利用压气机将大量空气压缩,然后经过燃烧室后加热,产生高速气流推动飞机前进。

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指利用热能进行能量转换的机械装置,其发展历史可以追溯到古代文明时期。

从最早的蒸汽机到现代的内燃机和蒸汽轮机,热机的发展经历了漫长而蜿蜒的道路。

本文将详细介绍热机的发展历史,并探讨其对现代工业和交通运输的重要影响。

1. 古代热机的起源热机的起源可以追溯到古代文明时期。

早在公元前1世纪,古希腊的凯洛斯(Heron)就发明了一种被称为“凯洛斯蒸汽球”的装置,用于展示蒸汽的力量。

这可以被视为最早的蒸汽机之一。

古代罗马时期,人们还发明了一种利用蒸汽驱动旋转装置的“蒸汽喷射器”。

2. 工业革命时期的蒸汽机工业革命时期,蒸汽机的发明和应用对人类社会产生了深远的影响。

1769年,英国工程师詹姆斯·瓦特(James Watt)改进了蒸汽机的设计,使其效率大大提高。

瓦特蒸汽机的浮现标志着蒸汽机的商业化应用,推动了工业革命的进程。

蒸汽机被广泛应用于矿山、纺织、交通运输等领域,极大地提高了生产效率。

3. 内燃机的诞生与发展19世纪末,内燃机的诞生对热机的发展史产生了重要影响。

德国工程师尼古拉斯·奥托(Nikolaus Otto)于1876年发明了第一台四冲程内燃机,这标志着内燃机的诞生。

内燃机与蒸汽机相比,具有体积小、分量轻、启动快等优点,因此得到了广泛应用。

内燃机的发展催生了汽车、飞机等交通工具的诞生,推动了现代交通运输的发展。

4. 蒸汽轮机的应用蒸汽轮机是一种利用蒸汽产生的动力来驱动旋转设备的热机。

蒸汽轮机的发明和应用对能源利用和工业生产产生了重要影响。

1884年,英国工程师查尔斯·帕森斯(Charles Parsons)发明了第一台高速蒸汽轮机,这一发明在海军舰船和发电厂等领域得到了广泛应用。

蒸汽轮机的高效率和可靠性使其成为工业生产和能源供应的重要装置。

5. 热机的现代发展随着科学技术的不断进步,热机在现代得到了进一步的发展和创新。

例如,燃气轮机的浮现使得燃气能够直接转化为机械能,提高了能源利用效率。

蒸汽机和内燃机的发明

蒸汽机和内燃机的发明

蒸汽机和内燃机的发明
蒸汽机和内燃机是工业革命时期两项重大发明,它们的出现极大地推动了工业化进程和现代交通运输的发展。

1.蒸汽机
蒸汽机是一种热机,利用燃烧燃料产生热能,将水蒸发成蒸汽,然后利用蒸汽的压力推动活塞或转动轴,最终将热能转化为机械能。

蒸汽机的发明者是英国的詹姆斯·瓦特。

蒸汽机的发明标志着工业革命的开始,因为它的出现使得人们可以用机械代替人力完成生产,从而大大提高了生产效率。

蒸汽机被广泛应用于纺织、金属加工、交通运输等领域,它还催生了煤炭、铁路等产业的发展,从而推动了整个社会的变革。

2.内燃机
内燃机是一种热机,利用燃烧燃料产生高温高压的气体,然后将气体推动活塞或转动轴,最终将热能转化为机械能。

内燃机的发明者是德国的尼古拉斯·奥托。

内燃机与蒸汽机相比,具有体积小、重量轻、动力强、操作简单等优点,可以灵活地适应各种工作环境和任务需求。

内燃机的出现进一步推进了交通运输的发展,推动了汽车、飞机等领域的革命性变革。

总的来说,蒸汽机和内燃机的发明都为人类社会带来了巨大的变革,它们的出现和应用,极大地推动了工业化和现代化的进程。

从蒸汽车到内燃机车汽车发动机的演进

从蒸汽车到内燃机车汽车发动机的演进

从蒸汽车到内燃机车汽车发动机的演进随着科技的不断进步,汽车作为现代人生活中不可或缺的交通工具,也在不断演进。

发动机作为汽车的心脏,其发展历程经历了从蒸汽车到内燃机车的转变。

本文将从蒸汽车到内燃机车汽车发动机的演进进行探讨。

一、蒸汽车的发动机演进蒸汽车是汽车发动机发展的最早阶段,它的发动机被称为蒸汽机。

蒸汽机是一种利用燃烧产生的蒸汽压力来产生动力的机械装置。

蒸汽机的运作原理是通过将蒸汽推动活塞运动,进而驱动车辆前进。

蒸汽车发动机的演进可以追溯到18世纪末19世纪初的蒸汽机车。

最早的蒸汽机车发动机是由斯蒂芬森(George Stephenson)在1814年发明的。

该发动机采用内燃的工作流程,即通过燃烧煤炭产生蒸汽来推动活塞运动。

然而,蒸汽机车发动机存在着一些缺点,比如启动时间长,速度受限等问题,限制了其在实际应用中的发展。

二、内燃机车的发动机演进随着工业革命的进行,19世纪末20世纪初,内燃机逐渐取代了蒸汽机,成为汽车发动机的主流技术。

内燃机的原理是通过燃烧混合气体来驱动活塞运动,产生动力。

内燃机车的发展标志着汽车发动机的技术进步。

内燃机车发动机的首次应用可以追溯到德国工程师哥特利布·德伊姆勒(Gottlieb Daimler)和卡尔·本茨(Carl Benz)于1886年分别发明了可燃气体内燃发动机和汽油内燃发动机。

这一突破性的发明使得汽车能够更加快速、高效地行驶。

随着内燃机技术的不断改进,汽车发动机的效率和性能得到了大幅提升。

20世纪初的几十年间,涡轮增压、多气门和燃油喷射等技术的引入,使得汽车发动机的功率、燃油经济性和环保性能得到了显著提高。

此外,随着电子技术的应用,诸如电子点火系统、电子控制单元等设备也被广泛采用,进一步提升了汽车发动机的可靠性和精密度。

三、发动机演进的未来趋势随着环境问题的日益突出,可持续性发展成为了汽车行业的重要目标,汽车发动机演进也面临着新的挑战和机遇。

蒸汽机与内燃机的历史小作文

蒸汽机与内燃机的历史小作文

蒸汽机与内燃机的历史小作文朋友们!今天咱们来唠唠蒸汽机和内燃机这俩超酷的发明,它们可都是改变世界的大角色呢!先来说说蒸汽机吧。

这蒸汽机啊,就像是工业革命的超级明星。

在很久很久以前,人们干活儿主要靠人力和畜力,那效率低得很。

后来,有聪明人开始琢磨怎么利用蒸汽的力量。

于是,蒸汽机就闪亮登场啦。

最早的蒸汽机长得有点笨笨的,像个大铁疙瘩,但可别小瞧它。

它一工作起来,那可是呼呼作响,充满力量。

蒸汽机靠烧煤或者其他燃料,把水变成蒸汽,蒸汽再推动活塞运动,这样就能带动各种机器运转啦。

火车就是靠着蒸汽机才能轰隆隆地跑起来,像一条钢铁巨龙穿梭在大地之上。

那时候,看到冒着黑烟、喷着蒸汽的火车,人们肯定觉得这是超级神奇的东西。

而且,蒸汽机还被用在工厂里,那些大机器开始欢快地转动,生产效率一下子就提高了很多。

可以说,蒸汽机就像打开了一个新时代的大门,让世界从农业社会大步迈向工业社会。

不过呢,随着时间的推移,人们又琢磨出了更厉害的内燃机。

内燃机就像是一个精致的小超人。

它和蒸汽机不一样的地方可多了。

内燃机不用烧水变成蒸汽,而是直接在发动机内部燃烧燃料,汽油或者柴油之类的。

这就使得它的效率更高,体积也更小。

内燃机一出现,汽车就像雨后春笋一样冒了出来。

想象一下,如果汽车还得靠蒸汽机,那得多大个啊,还跑得慢。

内燃机让汽车变得小巧灵活,速度还特别快。

人们可以开着汽车想去哪儿就去哪儿,方便得很。

而且,飞机也是靠着内燃机的发展才能够飞上蓝天的。

在蓝天白云下,飞机像一只自由的鸟儿,带着人们快速地到达远方。

从蒸汽机到内燃机,这是一场动力的华丽变身。

蒸汽机是那个粗犷的开拓者,内燃机则是更精致、更高效的继承者。

它们俩就像接力赛的选手,一个接一个地推动着人类社会不断向前发展。

现在,虽然我们有了更先进的技术,但是这两个发明的历史意义永远不会被忘记,它们就像两座丰碑,矗立在人类科技发展的道路上,见证着人类智慧的无限可能。

从蒸汽时代到内燃机时代

从蒸汽时代到内燃机时代

1、1823年,英国人布朗发明了最早的可以实际 运转的内燃机。 2、1838年,英国人巴尼特发明了压缩式内燃机。 3、1860年,法国人雷诺发明了用煤气的商品化 的内燃机。 4、奥托发明世界上第一台四冲程卧式煤气机, 被后人称为“奥托机”。 5、戴姆勒发明高速汽油发动机。 6、狄塞尔发明压燃点火式柴油发动机。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原 理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆 炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则 推动飞机向前。
现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原 理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆 炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则 推动飞机向前。
现代高速飞机多数使用喷气式发动机,原 理是将空气吸入,与燃油混合,点火,爆 炸膨胀后的空气向后喷出,其反作用力则 推动飞机向前。
进入20世纪后,内燃机的转速开始大幅度提高。 随着发电机和电动机的发明,世界开始进入电气时代。中 心发电站迅速兴起,大功率的高速汽轮机应运而生。 1882年,瑞典的拉瓦尔制成第一台单级冲动式汽轮机。 第一台有实用意义的汽轮机,是英国帕森斯在1884年制成 的多级反动式汽轮机,它利用反作用的原理使涡轮旋转, 但功率仅为7.5千瓦。 不久,他又制造出每台为1000千瓦的发电用的汽轮机; 1896年,法国拉托把几个单级冲动式汽轮机串联在一起, 形成多级冲动式汽轮机;同年,美国柯蒂斯也获得一次汽 轮机的发明专利,他把蒸汽的动能分两部分供给两排动叶 片,因而转速比拉瓦尔的单级冲击式汽轮机低。汽轮机的 进一步发展是把冲击式和反作用式结合起来,改善了汽轮 机的性能。
这是陈列在英国伦敦科学博物馆内的瓦特制成 的世界上第一台蒸汽机, 其许多主体部件都 是用木头制造的。
瓦特的蒸汽机点燃了“工业革命”的导火索。 很快就在美、法、俄、德等国的工业生产中提供 了强大的动力机,使人类社会的生产突飞猛进. 蒸汽机的发明,在很短的时间内,改变了整个世 界的面貌.

热机的发展历史

热机的发展历史

热机的发展历史热机是指能够将热能转化为机械能的设备或装置,它的发展历史可以追溯到古代。

从最早的蒸汽机到现代的内燃机和蒸汽轮机,热机的发展经历了漫长而丰富多样的过程。

本文将详细介绍热机的发展历史,从古代到现代,以及对人类社会的重要影响。

1. 古代热机的发展在古代,人们对热机的认识主要是通过火的利用。

最早的热机可以追溯到公元前2世纪的中国汉朝,当时的人们利用蒸汽产生的压力来驱动机械。

这种机械被称为“鸟气车”,通过热能转化为机械能,实现了人力无法达到的动力。

2. 工业革命时期的热机随着工业革命的到来,热机的发展进入了一个新的阶段。

18世纪末,英国工程师詹姆斯·瓦特发明了蒸汽机,这是热机发展史上的重要里程碑。

瓦特的蒸汽机利用蒸汽压力推动活塞运动,将热能转化为机械能。

这种蒸汽机被广泛应用于煤矿、纺织厂和铁路等领域,极大地推动了工业革命的进程。

3. 内燃机的诞生19世纪末,德国工程师尼古拉斯·奥托发明了内燃机,这是热机发展史上的又一重要里程碑。

内燃机利用可燃混合物的爆炸压力推动活塞运动,将热能转化为机械能。

与蒸汽机相比,内燃机具有结构简单、体积小、效率高等优点,很快成为了汽车、船舶和飞机等交通工具的主要动力来源。

4. 蒸汽轮机的发展与此同时,蒸汽轮机也在不断发展。

蒸汽轮机是一种利用蒸汽压力推动叶轮旋转的热机。

它的发明者詹姆斯·瓦特的助手约翰·普罗特在1801年改进了蒸汽轮机的设计,使其更加高效。

后来,法国工程师查尔斯·阿尔弗雷德·帕尔内利在1833年发明了蒸汽轮机的多级膨胀原理,进一步提高了蒸汽轮机的效率。

5. 现代热机的发展随着科学技术的不断进步,现代热机的发展也在不断推进。

燃气轮机是一种利用燃气的燃烧产生的高温高压气体推动叶轮旋转的热机。

燃气轮机具有结构简单、启动快速、功率密度高等优点,广泛应用于航空、电力等领域。

此外,燃料电池也是一种新型的热机,它利用化学反应产生的热能转化为电能。

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工业革命的启蒙系列(一)——从蒸汽机到内燃机为什么我向来不看好我们民族的东西?为什么我不喜欢吹捧和放大我们民族的闪光点?因为我太知道人类的“好东西”和人类的“闪光点”在哪里?因为我太明白我们民族的盲点在在哪里?每个人对自己的认识都有盲点,这个盲点就是自己的缺点。

每个人都喜欢别人夸奖自己,都反感别人批评和贬低自己。

一个民族也是一样的,民族的盲点在哪里?这正是我经常提到的“东西方的差距”这个问题。

但是,历来统治阶级为什么都喜欢维护民族的东西?因为只要他们维护民族的东西,就等于维护了列祖列先们那些既定传统的东西,也就可以混淆是非的糊弄人民说他们是爱祖国的,从而维护他们自己统治的合法性。

现在我常听到这句话——“民族的就是世界的”,这也是—种含糊不清的鬼话!应该先搞清楚“民族的”究竟是代表世界先进的,还是代表落后的?是有创意的,还是平庸的,甚至倒退的。

并不是所有各民族的东西都是值得全世界欢迎的。

每当我想起工业革命的那些创造发明,无论它来自哪一个民族,哪一个人物,它都是那么激动着我,总是想冲动地要把它们一一讲述出来。

那些能推动人类文明进步的发明创造,这才是真正代表世界的,真正属于世界的!才能被所有的民族吸收、滋养而壮大。

从今天开始,我想尝试着叙述我多年的这个愿望——回眸人类走过的工业发展史,题名为“工业革命的启蒙系列”。

一、蒸汽机为什么工业革命必须先从蒸汽机开始叙述?因为整个工业革命也就是动能革命!即动力和能源的革命。

人类过去所创造的一切工具,都只能通过人力的动力才得以发挥其作用,那是非常微小微弱的力量。

也有少数简单地借助风力、水力的动能,但也形成不了规模。

所以人类的生产力一直很低很落后,几千年,几万年,乃至几十万年以来,这种状况没有谁能改变,谁能实破。

直到1679年,法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后,才制造了第一台蒸汽机的工作模型,这才使后人注意到蒸汽机可将蒸汽的能量转换为机械功,并不断改进使之成为往复式动力机械。

同时发明蒸汽机的还有萨缪尔·莫兰,以及后继的发明者——英国人托马斯·塞维利(1698年)、托马斯·纽科门(1712年)。

至于英国人瓦特,他并不是蒸汽机的发明者,而是蒸汽机关健技术的改良者,才使得蒸汽机可以使用到机车、轮船和各种机器上,实现了蒸汽机现代化。

瓦特的故事是这样发生的。

1764年,格拉斯哥大学请来仪器修理工詹姆斯·瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理。

早期纽可门式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。

将蒸汽引入气缸后阀门被关闭,然后冷水被撒入汽缸,蒸汽凝结时造成真空,活塞另一面的空气压力推动活塞产生动力。

纽可门这种大气式蒸汽机,主要毛病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,而且都是用来抽煤矿井里的水,在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵,蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。

瓦特发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。

以后,瓦特开始思考改进的办法,直到1765年的春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

冷凝器作用就是把蒸气转变成液体的装置。

在产生这种设想以后,瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。

按照设计,冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连,使他们既能连通又能分开。

这样,既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器,又可以使汽缸内产生同样的真空,避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗,据瓦特理论计算,这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。

从理论上说,瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机,但是,要把理论上的东西变为实际上的东西,把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机,还要走很长的路。

瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机,但效果反而不如纽可门蒸汽机,甚至四处漏气,无法开动。

尽管耗资巨大的试验使他债台高筑,但他没有在困难面前怯步,继续进行试验。

当布莱克知道瓦特的奋斗目标和困难处境时,他把瓦特介绍给了自己一个十分富有的朋友——化工技师罗巴克。

当时罗巴克是一个十分富有的企业家,他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。

虽然当时罗巴克已近50岁,但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情。

他对当时只有三十来岁的瓦特的新装置很是赞许,当即与瓦特签订合同,赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。

从1766年开始,在三年多的时间里,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难,终于在1769年制出了第一台样机。

设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,使冷凝器与汽缸分离,发明曲轴和齿轮传动以及离心调速器等。

获得第一项专利。

第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了,但它同纽可门蒸汽机相比,除了热效率有显著提高外,在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。

就是说,瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。

初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵。

他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失。

大大提高了蒸汽机的效率。

瓦特的这些发明,仍使用在现代蒸汽机中,为纪念瓦特的贡献,物理学中的功率的单位名称以其姓氏命名。

蒸汽机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、煤、石油或天然气甚至垃圾作为热源。

蒸汽机工作原理是,蒸汽锅炉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。

简单的蒸汽机主要由汽缸、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。

1807年,美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。

此后,蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。

1800年,英国的特里维西克设计了可安装在较大车体上的高压蒸汽机。

英国的史蒂芬孙将机车不断改进,于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车,该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视,开创了铁路时代。

19世纪末,随着电力应用的兴起,蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。

1900年,美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。

蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰。

它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机。

蒸汽机的发展首先体现在功率和效率的提高。

初期蒸汽机的蒸汽压力仅为0.11~0.13兆帕,19世纪初才达到0.35~0.7兆帕,20世纪20年代曾用到6~10兆帕。

在蒸汽温度上,19世纪末还不超过250℃,而到20世纪30年代曾用到450~480℃。

至于效率,瓦特初期连续运转的蒸汽机,按燃料热值计总效率不超过3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽机总效率可达8%;到20世纪,蒸汽机最高效率可达到20%以上。

在转速方面,18世纪末瓦特蒸汽机仅40~50转/分;20世纪初转速达到100~300转/分,个别蒸汽机曾达到2500转/分。

在功率方面,最初单机功率仅几马力,20世纪初的一台船用蒸汽机的功率可达25000马力。

随着蒸汽参数和功率的提高,蒸汽已不可能在一个汽缸中继续膨胀,还必须在相连接的汽缸中继续膨胀,于是出现了多级膨胀的蒸汽机。

蒸汽机因受到润滑油闪点的限制,所用蒸汽的最高温度一般都不超过400℃,机车,船用等移动式蒸汽机还略低一些,多数不高于350℃。

考虑到膨胀的可能性和结构的经济性,常用压力在2.5兆帕以下。

蒸汽参数受到限制,从而也限制了蒸汽机功率的进一步提高。

现代蒸汽机的最大的优点是它几乎可以利用所有的燃料将热能转化为机械能。

不象内燃机那样它对其燃料不挑剔。

此外没有蒸汽机的话原子能无法被使用。

原子反应堆即不直接产生机械能,又不直接产生电能,原子反应堆实际上只是加热水,这个水被沸腾后的蒸汽通过蒸汽机来转化为有用的功。

蒸汽不一定需要通过燃烧来产生,比如使用太阳能聚热器也可以产生蒸汽推动蒸汽机。

蒸汽机的弱点是离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。

因此,抛弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其重量轻,体积小、热效率高和操作灵活等优点,在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机。

汽轮机则以其热效率高、单机功率大、转速高、单位功率重量轻和运行平稳等优点,将蒸汽机排挤出了电站。

接着电动机又以其使用方便,代替了蒸汽机在工业设备中的应用。

然而小功率蒸汽机热效率比汽轮机高,只有在产煤区或只有劣质燃料的地区或某些特殊场合,蒸汽机仍有发挥作用的余地。

二、内燃机全世界各种类型的汽车、拖拉机、农业机械、工程机械、小型移动电站和战车等都以内燃机为动力。

海上商船、内河船舶和常规舰艇,以及某些小型飞机也都由内燃机来推进。

世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位,它在人类活动中占有非常重要的地位。

但是我们可知道它的发展史和工作原理?内燃机的设计思路起源于用火药爆炸获取动力,如枪械原理一模一样的思路,怎样才能产生强大的压力将子弹推出去?但因火药燃烧难以控制而未获得成功,这才转而从煤气和燃油上去考虑,如何利用它们燃烧的压力来推动活塞作功。

1794年,英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动力,并且第一次提出了燃料与空气混合的概念。

1833年,英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。

之后人们又提出过各种各样的内燃机方案,但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。

直到1860年,法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构,采用了弹力活塞环,设计制造出第一台实用的煤气机。

这是一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机,这台煤气机的热效率为4%左右。

1862年,法国科学家罗沙对内燃机热力过程进行理论分析之后,提出提高内燃机效率的要求,这就是最早的四冲程工作循环。

1876年,德国发明家奥托运用罗沙的原理,创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机,仍以煤气为燃料,采用火焰点火,转速为156.7转/分,压缩比为2.66,热效率达到14%,运转平稳。

在当时,无论是功率还是热效率,它都是最高的。

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