เครื่องยนต์ไอน้ำด้วยมือของคุณเอง เครื่องยนต์ไอน้ำที่ทันสมัย เครื่องยนต์ไอน้ำ3
เหตุผลในการสร้างหน่วยนี้เป็นความคิดที่โง่เขลา: "เป็นไปได้ไหมที่จะสร้างเครื่องจักรไอน้ำโดยไม่มีเครื่องจักรและเครื่องมือ โดยใช้เฉพาะชิ้นส่วนที่คุณสามารถซื้อได้ในร้านค้า" และทำด้วยตัวเอง ผลที่ได้คือการออกแบบนี้ การประกอบและการติดตั้งทั้งหมดใช้เวลาน้อยกว่าหนึ่งชั่วโมง แม้ว่าการออกแบบและการเลือกชิ้นส่วนจะใช้เวลาหกเดือน
โครงสร้างส่วนใหญ่ประกอบด้วยอุปกรณ์ประปา ในตอนท้ายของมหากาพย์ คำถามของผู้ขายฮาร์ดแวร์และร้านค้าอื่นๆ: "ฉันช่วยคุณได้ไหม" และ "คุณทำเพื่ออะไร" ทำให้ฉันไม่พอใจจริงๆ
ดังนั้นเราจึงรวบรวมรากฐาน ขั้นแรกให้สมาชิกข้ามหลัก ทีออฟ, บาร์เรล, มุมครึ่งนิ้วถูกนำมาใช้ที่นี่ ฉันแก้ไของค์ประกอบทั้งหมดด้วยสารเคลือบหลุมร่องฟัน เพื่อให้ง่ายต่อการเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อด้วยมือ แต่สำหรับการประกอบขั้นสุดท้ายควรใช้เทปพันสายไฟ 
จากนั้นองค์ประกอบตามยาว หม้อต้มไอน้ำ สปูล กระบอกไอน้ำ และมู่เล่จะติดอยู่กับพวกมัน องค์ประกอบทั้งหมดที่นี่ยังเป็น 1/2" 
จากนั้นเราทำชั้นวาง ในภาพ จากซ้ายไปขวา: ฐานสำหรับหม้อต้มไอน้ำ จากนั้นขาตั้งสำหรับกลไกการกระจายไอน้ำ จากนั้นขาตั้งสำหรับมู่เล่ และสุดท้ายคือที่ยึดสำหรับ กระบอกไอน้ำ. ตัวยึดมู่เล่ทำจากทีที 3/4" (เกลียวนอก) แบริ่งจากชุดซ่อมโรลเลอร์สเกตเหมาะอย่างยิ่ง แบริ่งยึดเข้าที่โดยใช้น็อตอัด น็อตเหล่านี้สามารถแยกออกต่างหากหรือถอดจาก ทีสำหรับท่อหลายชั้น มุมขวา (ไม่ได้ใช้ในการออกแบบ) ทีออฟ 3/4 "ยังใช้เป็นตัวยึดสำหรับถังไอน้ำด้วยเฉพาะเกลียวเท่านั้นที่เป็นตัวเมียทั้งหมด อะแดปเตอร์ใช้สำหรับยึดชิ้นส่วนขนาด 3/4" ถึง 1/2" 
เรารวบรวมหม้อไอน้ำ หม้อน้ำใช้ท่อขนาด 1" ผมเจอมือสองในตลาด มองไปข้างหน้าผมอยากจะบอกว่าหม้อน้ำมีขนาดเล็กและผลิตไอน้ำได้ไม่เพียงพอ ด้วยหม้อน้ำแบบนี้เครื่องยนต์ วิ่งช้าเกินไป แต่ใช้งานได้ สามส่วนทางด้านขวาคือ: หมวก, อะแดปเตอร์ 1 "-1/2" และไม้กวาดหุ้มยาง สลิงถูกเสียบเข้าไปในอะแดปเตอร์และปิดด้วยฝาปิด ดังนั้น หม้อไอน้ำจะกลายเป็นสุญญากาศ 
ดังนั้นหม้อไอน้ำจึงออกมาในตอนแรก 
แต่สุโขปานิกมีความสูงไม่เพียงพอ น้ำเข้าสู่สายไอน้ำ ฉันต้องใส่กระบอกเพิ่มเติม 1/2" ผ่านอะแดปเตอร์ 
นี่คือเตา สี่เสาก่อนหน้านี้เป็นวัสดุ "ตะเกียงน้ำมันทำเองจากท่อ" ในขั้นต้น เตาก็คิดแบบนั้น แต่ไม่มีเชื้อเพลิงที่เหมาะสม น้ำมันตะเกียงและน้ำมันก๊าดรมควันอย่างหนัก คุณต้องการแอลกอฮอล์ ตอนนี้ฉันเพิ่งทำที่ใส่เชื้อเพลิงแห้ง 
นี่เป็นรายละเอียดที่สำคัญมาก ผู้จัดจำหน่ายไอน้ำหรือสปูล สิ่งนี้นำไอน้ำเข้าสู่กระบอกสูบทำงานระหว่างจังหวะการทำงาน เมื่อลูกสูบเคลื่อนกลับ ไอน้ำจะถูกตัดออกและเกิดการคายประจุ แกนม้วนเป็นแกนไขว้สำหรับท่อโลหะและพลาสติก ปลายด้านหนึ่งต้องปิดผนึกด้วยสีโป๊วอีพ็อกซี่ ด้วยจุดสิ้นสุดนี้ อุปกรณ์จะติดเข้ากับแร็คผ่านอะแดปเตอร์ 
และตอนนี้มากที่สุด รายละเอียดหลัก. จะขึ้นอยู่กับว่าเครื่องยนต์จะทำงานหรือไม่ นี่คือการทำงานของลูกสูบและสปูลวาล์ว ที่นี่ใช้กิ๊บติดผม M4 (ขายในแผนกอุปกรณ์เฟอร์นิเจอร์ หาอันยาวได้ง่ายกว่าและตัดตามความยาวที่ต้องการ) เครื่องซักผ้าโลหะ และเครื่องซักผ้าสักหลาด แหวนสักหลาดใช้สำหรับยึดกระจกและกระจกเข้ากับอุปกรณ์อื่นๆ 
ผ้าสักหลาดไม่ใช่วัสดุที่ดีที่สุด มันไม่ได้ให้ความรัดกุมเพียงพอและความต้านทานต่อการเดินทางนั้นสำคัญ ต่อจากนั้นเราจัดการเพื่อกำจัดความรู้สึก แหวนรองมาตรฐานไม่เหมาะสำหรับสิ่งนี้: M4x15 สำหรับลูกสูบและ M4x8 สำหรับวาล์ว เครื่องซักผ้าเหล่านี้ต้องแน่นที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยใช้เทปพันสายไฟติดกิ๊บแล้วพันด้วยเทปเดียวกันจากด้านบน 2-3 ชั้น จากนั้นถูให้ทั่วด้วยน้ำในกระบอกสูบและหลอด ฉันไม่ได้ถ่ายรูปลูกสูบที่อัพเกรดแล้ว ขี้เกียจเกินไปที่จะถอดแยกชิ้นส่วน 
จริงๆ แล้วมันคือกระบอกสูบ ทำจากถังขนาด 1/2" โดยยึดไว้ในทีออฟ 3/4" พร้อมน็อตยึดสองตัว ด้านหนึ่งด้วยการปิดผนึกสูงสุด ข้อต่อถูกยึดอย่างแน่นหนา 
ตอนนี้มู่เล่ มู่เล่ทำจากแพนเค้กดัมเบล ใส่แหวนรองลงในรูตรงกลาง และวางกระบอกเล็กจากชุดซ่อมอินไลน์สเก็ตไว้ตรงกลางของแหวนรอง ทุกอย่างถูกปิดผนึก สำหรับผู้ถือไม้แขวนไม้แขวนสำหรับเฟอร์นิเจอร์และภาพวาดเหมาะอย่างยิ่ง ดูเหมือนรูกุญแจ ทุกอย่างประกอบตามลำดับที่แสดงในภาพ สกรูและน็อต - M8 
เรามีมู่เล่สองล้อในการออกแบบของเรา จะต้องมีการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งระหว่างพวกเขา การเชื่อมต่อนี้มีให้โดยน็อตคัปปลิ้ง ข้อต่อเกลียวทั้งหมดได้รับการแก้ไขด้วยยาทาเล็บ 
มู่เล่ทั้งสองนี้ดูเหมือนจะเหมือนกัน แต่อันหนึ่งจะเชื่อมต่อกับลูกสูบและอีกอันหนึ่งกับสปูลวาล์ว ดังนั้นตัวยึดในรูปแบบของสกรู M3 จึงถูกติดตั้งในระยะห่างที่ต่างกันจากศูนย์กลาง สำหรับลูกสูบ ตัวยึดจะอยู่ห่างจากศูนย์กลางมากขึ้น สำหรับวาล์ว - ใกล้กับศูนย์กลางมากขึ้น 
ตอนนี้เราทำวาล์วและไดรฟ์ลูกสูบ แผ่นเชื่อมต่อเฟอร์นิเจอร์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับวาล์ว 
สำหรับลูกสูบจะใช้แผ่นล็อคหน้าต่างเป็นคันโยก มาแบบครอบครัว. สง่าราศีนิรันดร์แก่ผู้คิดค้นระบบเมตริก 
ไดรฟ์ประกอบ 
ทุกอย่างติดตั้งอยู่บนเครื่องยนต์ การเชื่อมต่อแบบเกลียวแก้ไขด้วยวานิช นี่คือระบบขับเคลื่อนลูกสูบ 
ไดรฟ์วาล์ว โปรดทราบว่าตำแหน่งพาหะลูกสูบและวาล์วต่างกัน 90 องศา ขึ้นอยู่กับทิศทางที่พาหะวาล์วนำไปสู่พาหะของลูกสูบ จะขึ้นอยู่กับทิศทางที่มู่เล่จะหมุน 
ตอนนี้ยังคงเชื่อมต่อท่อ นี่คือท่อซิลิโคนสำหรับตู้ปลา ท่อทั้งหมดต้องยึดด้วยลวดหรือที่หนีบ
ควรสังเกตว่าสิ่งนี้ไม่รวมอยู่ด้วย วาล์วนิรภัย. ดังนั้นควรใช้ความระมัดระวังสูงสุด 
โว้ว. เราเทน้ำ เราเผามัน รอให้น้ำเดือด ในระหว่างการทำความร้อน วาล์วต้องอยู่ในตำแหน่งปิด 
กระบวนการประกอบทั้งหมดและผลลัพธ์ในวิดีโอ
บทความที่มีชื่อนี้ตีพิมพ์ในวารสาร "Inventor and Rationalizer" ฉบับที่ 7, 1967 มันบอกว่าถ้าเครื่องยนต์ไอน้ำไม่ได้ถูกทิ้งไว้ให้หลงลืม แต่ยังคงปรับปรุงต่อไป วันนี้มันก็จะออกจากการแข่งขัน
แม้จะมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว อุตสาหกรรมยานยนต์และนำเครื่องยนต์ สันดาปภายใน(ICE) เพื่อความสมบูรณ์แบบ หัวข้อของเครื่องจักรไอน้ำยังคงปรากฏซ้ำแล้วซ้ำเล่าในสิ่งพิมพ์ต่าง ๆ พยายามดึงดูดความสนใจของสาธารณชน อะไรทำให้เกิดมัน?
ประการแรก แม้จะมีข้อบกพร่องร้ายแรง แต่เครื่องจักรไอน้ำก็มีข้อได้เปรียบที่ดีมากที่ไม่มีเครื่องยนต์อื่นใดที่มนุษย์รู้จัก นี่คือการออกแบบที่เรียบง่ายที่สุด ความน่าเชื่อถือ ความทนทาน ต้นทุนต่ำ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไร้เสียงรบกวน ประสิทธิภาพสูง และอีกมากมาย แม้แต่ไอน์สไตน์ผู้ยิ่งใหญ่ก็ยังกล่าวว่า “ความสมบูรณ์แบบไม่ใช่เมื่อไม่มีอะไรเพิ่มเติม แต่เมื่อไม่มีอะไรเหลือที่จะเอาไป” ในเครื่องจักรไอน้ำ ทุกอย่างใช้งานได้จริงจนไม่มีอะไรจะเอาไปจากมันได้ ในทางกลับกัน เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทันสมัยนั้น "อัดแน่น" ด้วยส่วนเพิ่มเติมมากมายและ กลไกเสริมและอุปกรณ์ที่ดูเหมือนไม่มีอะไรจะเพิ่มเติม
แต่ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องมโนสาเร่ที่ไม่มีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับข้อเท็จจริงที่ว่าก๊าซไอเสียเป็นอันตรายต่อทุกชีวิตบนโลกของเรา เมื่อรถยนต์เป็นสิ่งฟุ่มเฟือยและไม่ใช่ทุกคนที่จะซื้อได้ แต่ก็ยังมีรถไม่กี่คันและไม่สามารถก่อให้เกิดอันตรายร้ายแรงต่อผู้คนหรือสัตว์ป่าได้ วันนี้สถานการณ์มีการเปลี่ยนแปลง รถเลิกเป็นความหรูหราไปนานแล้ว (ถึงแม้จะมีราคาแพงมากและ รุ่นพิเศษ) และเป็นวิธีการขนส่งที่จำเป็นจริงๆ ราคาไม่แพงสำหรับคนทั่วไปจำนวนมาก และแม้แต่รายได้เฉลี่ยไม่มากนัก สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าจำนวนรถยนต์เพิ่มขึ้นทุกปีมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งหมายความว่าอันตรายต่อทุกสิ่งรอบตัวเราจากก๊าซไอเสียเพิ่มขึ้นหลายเท่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เห็นได้ชัดเจนใน เมืองใหญ่และบนทางหลวงที่พลุกพล่าน นักสิ่งแวดล้อมกำลังส่งเสียงเตือน ทุกชีวิตกำลังจะตายจากก๊าซไอเสียของรถยนต์จำนวนมาก อาคารต่างๆ ถูกทำลาย ผิวถนนทรุดโทรม เมฆหมอกมีพิษลอยอยู่ในอากาศ
บาง บริษัทยานยนต์กำลังทำงานอย่างแข็งขันเพื่อแก้ปัญหานี้และกำลังพยายามสร้างมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รถสะอาดหรืออย่างน้อยก็ลดความเสียหายที่เกิดจากก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์สันดาปภายใน อย่างไรก็ตาม ความพยายามทั้งหมดเหล่านี้ไม่ได้ผล ในขณะเดียวกัน การใช้เครื่องยนต์ไอน้ำในรถยนต์สมัยใหม่ ในการตีความสมัยใหม่ จะช่วยแก้ปัญหาทางนิเวศวิทยาได้อย่างเต็มที่และในเวลาอันสั้น
ย้อนกลับไปในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา ในนิตยสาร Youth Technique ฉบับหนึ่ง มีการตีพิมพ์บทความ “Steam Again” ซึ่งพิจารณาถึงโอกาสในการใช้เครื่องจักรไอน้ำในการขนส่งทางถนนด้วย บทความนี้กล่าวถึงนักประดิษฐ์ชาวเยอรมันผู้ออกแบบ Volkswagen Beetle ใหม่ด้วยเครื่องจักรไอน้ำ 
ปรากฎว่า รถที่มีเอกลักษณ์ด้วยคุณสมบัติที่น่าทึ่ง แทนที่จะเป็นหม้อต้มไอน้ำขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม นักประดิษฐ์ได้ติดตั้งอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดที่มีลักษณะคล้าย a หม้อน้ำรถยนต์. เครื่องยนต์แก๊ส"โฟล์คสวาเก้น" ปรับปรุงใหม่ เสริมแกร่งบางส่วน เพื่อผลิตไอน้ำ ของเหลว หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิง. การจุดไฟทำได้โดยใช้หัวเทียน ใช้เวลา 5-7 นาทีในการอุ่นเครื่องและบรรลุแรงดันไอน้ำทำงาน 70 บรรยากาศ กำลังเครื่องยนต์คือ 40 แรงม้า กลายเป็น 240 แรงม้า รถสามารถสตาร์ทได้อย่างราบรื่นจนไม่สามารถระบุช่วงเวลาของการเคลื่อนไหวได้ หรืออาจ "กระโดด" อย่างเฉียบคมจนยางบนล้อไม่สามารถยืนได้ ที่ความเร็วเต็มที่ คนขับสามารถเปลี่ยนคันโยกไอน้ำให้เต็มได้อย่างง่ายดาย ย้อนกลับ. นักขับทดสอบมืออาชีพสำหรับรถยนต์ใหม่ หลังจากขับโฟล์คสวาเก้นที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ เขียนรีวิวอย่างกระตือรือร้น โดยอ้างว่าเขาได้แสดงคุณลักษณะของรถยนต์หลายคัน การวิ่งที่ราบรื่น เงียบ แรงบิด และอื่นๆ แต่หลังจากขับรถไอน้ำแล้ว ฉันชื่นชมคุณสมบัติเหล่านี้จริงๆ
มีตัวอย่างไม่มากนักในการสร้างรถไอน้ำแบบทำเองที่บ้านโดยช่างฝีมือ แต่ถึงกระนั้นทุกวันนี้ก็ยังมีคนสมัครใจของรถจักรไอน้ำที่มีลักษณะเฉพาะในคุณสมบัติของมัน และผู้เขียนบทความนี้ก็เป็นหนึ่งในนั้น อะไรดึงดูดเราให้สนใจเครื่องยนต์ไอน้ำที่ถูกลืม? ประการแรกคือความเรียบง่ายและความน่าเชื่อถือสูงสุด ชาวอังกฤษคนหนึ่งขับรถไอน้ำมา 40 ปี และตลอดเวลานี้ ไม่เคยมองเข้าไปในเครื่องยนต์เลย ใครมาจาก ไดรเวอร์ที่ทันสมัยสามารถโม้เหมือนกัน? นอกจากนี้ และนี่เป็นสิ่งสำคัญมากในทุกวันนี้ เครื่องยนต์ไอน้ำสามารถวิ่งได้เกือบทุกชนิด ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ถูกที่สุดและในขณะเดียวกันก็ไม่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เนื่องจากเชื้อเพลิงจะเผาไหม้ในเตาเผาแบบพิเศษ เผาไหม้จนหมด และมี ไม่มีของเสียอันตราย เหตุใดควันไอเสียของเครื่องยนต์สันดาปภายในจึงเป็นอันตราย สิ่งแวดล้อม? เนื่องจากเชื้อเพลิงไม่เผาไหม้จนหมด และเมื่อรวมกับก๊าซแล้ว เศษเชื้อเพลิงที่เหลือก็จะถูกโยนขึ้นไปในอากาศในสถานะละอองสเปรย์ อนุภาคไขมันขนาดเล็กของน้ำมันเหล่านี้จะเกาะติดปอดของคนและสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบน ผิวทาง, บนพืช บนบ้านเรือนและทุกสิ่งรอบ ๆ ที่ปกคลุมไปด้วยฟิล์มมันหนาทึบซึ่งทำลายสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
ครั้งหนึ่ง เครื่องยนต์ไอน้ำถูกละทิ้งเพื่อสนับสนุนเครื่องยนต์สันดาปภายใน เพราะสำหรับข้อบกพร่องทั้งหมด เครื่องยนต์สันดาปภายในมีขนาดกะทัดรัดกว่ามาก และนี่เป็นสิ่งสำคัญมาก และสำหรับการขนส่งทางถนน เพราะรถจักรไอน้ำถูกใช้สำหรับ นานๆที รถไฟโอ้และเรือกลไฟด้วย หม้อไอน้ำขนาดใหญ่ต้องถูกตำหนิ
เทคโนโลยีสมัยใหม่ทำให้ง่ายต่อการขจัดข้อบกพร่องเก่าของเครื่องจักรไอน้ำ และสร้างขนาดกะทัดรัด ประหยัด เรียบง่าย และ เครื่องยนต์ที่เชื่อถือได้ซึ่งอาจแทนที่เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ซับซ้อนและมีราคาแพง ตัวอย่างเช่น หม้อต้มไอน้ำแบบเดิมสามารถแทนที่ด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนขนาดกะทัดรัด ขนาดของหม้อน้ำรถยนต์ เชื้อเพลิงอาจเป็นเชื้อเพลิงเหลวหรือก๊าซเกรดต่ำ เราทุกคนรู้ดีว่ารถจักรไอน้ำปล่อย "พัฟ" ที่ค่อนข้างดังระหว่างการเคลื่อนไหว พร้อมกับการปล่อยไอน้ำร้อน ข้อเสียนี้ก็ถูกกำจัดอย่างง่ายดายเช่นกัน การส่งไอน้ำเสียเพื่อให้ความร้อนแก่แหล่งจ่ายน้ำในถังเก็บน้ำซึ่งจะช่วยประหยัดการใช้เชื้อเพลิงได้อย่างมาก และในขณะเดียวกันก็ปล่อยไอน้ำออกมาเป็นจังหวะ เพื่อให้แน่ใจว่าทางออกของไอพ่นมีความสม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งจะช่วยลดเสียงรบกวนได้อย่างมาก
เครื่องยนต์ไอน้ำเป็นเครื่องยนต์ความร้อนซึ่งพลังงานศักย์ของไอน้ำที่ขยายตัวจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลที่มอบให้กับผู้บริโภค
เราจะทำความคุ้นเคยกับหลักการทำงานของเครื่องโดยใช้แผนภาพแบบง่ายของรูปที่ หนึ่ง.
ภายในกระบอกสูบ 2 เป็นลูกสูบ 10 ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ไปมาภายใต้แรงดันไอน้ำ กระบอกสูบมีสี่ช่องที่สามารถเปิดและปิดได้ สองช่องไอน้ำบน1 และ3 เชื่อมต่อด้วยท่อส่งไปยังหม้อไอน้ำและไอน้ำสดสามารถเข้าไปในกระบอกสูบได้ ผ่านแคปสองตัวล่าง 9 และ 11 ทั้งคู่ซึ่งทำงานเสร็จแล้วถูกปล่อยออกมาจากกระบอกสูบ
แผนภาพแสดงช่วงเวลาที่เปิดช่อง 1 และ 9 ช่อง 3 และ11 ปิด. ดังนั้นไอน้ำสดจากหม้อไอน้ำผ่านช่อง1 เข้าไปในช่องด้านซ้ายของกระบอกสูบและดันลูกสูบไปทางขวาด้วยแรงดัน ในเวลานี้ไอน้ำไอเสียจะถูกลบออกจากช่องด้านขวาของกระบอกสูบผ่านช่อง 9 ด้วยตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดของลูกสูบช่อง1 และ9 ถูกปิด และ 3 สำหรับทางเข้าของไอน้ำสด และ 11 สำหรับไอเสียของไอน้ำเสียเปิดอยู่ อันเป็นผลมาจากการที่ลูกสูบจะเคลื่อนไปทางซ้าย ที่ตำแหน่งซ้ายสุดของลูกสูบ ช่องเปิด1 และ 9 และช่อง 3 และ 11 ถูกปิดและดำเนินการซ้ำ ดังนั้นจึงมีการสร้างการเคลื่อนที่แบบลูกสูบเป็นเส้นตรงของลูกสูบ
เพื่อแปลงการเคลื่อนไหวนี้เป็นการหมุนที่เรียกว่า กลไกข้อเหวี่ยง. ประกอบด้วยก้านลูกสูบ - 4 เชื่อมต่อที่ปลายด้านหนึ่งกับลูกสูบและอีกด้านหนึ่งโดยหมุนแกนโดยใช้ตัวเลื่อน (ครอสเฮด) 5 เลื่อนระหว่างแนวขนานกับแกนต่อ 6 ซึ่งส่งการเคลื่อนที่ไปยัง เพลาหลัก 7 ผ่านเข่าหรือข้อเหวี่ยง 8
ปริมาณแรงบิดบนเพลาหลักไม่คงที่ อันที่จริงความแข็งแกร่งR ตรงไปตามก้าน (รูปที่ 2) สามารถแบ่งออกเป็นสององค์ประกอบ:ถึง กำกับไปตามก้านสูบและนู๋ , ตั้งฉากกับระนาบของแนวขนาน แรง N ไม่มีผลกับการเคลื่อนไหว แต่จะกดตัวเลื่อนกับแนวขนานเท่านั้น ความแข็งแกร่งถึง จะถูกส่งไปตามก้านสูบและทำหน้าที่กับข้อเหวี่ยง ในที่นี้สามารถย่อยสลายได้เป็นสององค์ประกอบอีกครั้ง: แรงZ ทิศทางตามรัศมีของข้อเหวี่ยงและกดเพลากับแบริ่งและแรงตู่ ตั้งฉากกับข้อเหวี่ยงและทำให้เพลาหมุน ขนาดของแรง T จะพิจารณาจากการพิจารณาสามเหลี่ยม AKZ เนื่องจากมุม ZAK = ? + ? แล้ว
T = K บาป (? + ?).
แต่จากสามเหลี่ยม OCD ความแรง
K= ป/ cos ?
นั่นเป็นเหตุผล
T= พิน ( ? + ?) / cos ? ,
ระหว่างการทำงานของเครื่องหนึ่งรอบการหมุนของเพลา มุม? และ? และความแข็งแกร่งR มีการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นขนาดของแรงบิด (tangential)ตู่ ยังแปรผัน เพื่อสร้างการหมุนที่สม่ำเสมอของเพลาหลักระหว่างการหมุนครั้งเดียว มู่เล่หนักจะติดตั้งอยู่บนมัน เนื่องจากความเฉื่อยซึ่งรักษาความเร็วเชิงมุมคงที่ของการหมุนของเพลาไว้ ในช่วงเวลาเหล่านั้นเมื่ออำนาจตู่ เพิ่มขึ้นไม่สามารถเพิ่มความเร็วในการหมุนของเพลาได้ทันทีจนกว่ามู่เล่จะเร่งความเร็วซึ่งจะไม่เกิดขึ้นทันทีเนื่องจากมู่เล่มีมวลมาก ในช่วงเวลานั้นเมื่องานที่เกิดจากแรงบิดตู่ , กลายเป็น ทำงานน้อยแรงต้านที่สร้างขึ้นโดยผู้บริโภค มู่เล่ อีกครั้ง เนื่องจากแรงเฉื่อย ไม่สามารถลดความเร็วได้ทันที และปล่อยพลังงานที่ได้รับระหว่างการเร่งความเร็ว ช่วยให้ลูกสูบเอาชนะโหลดได้
ที่ตำแหน่งสุดขีดของมุมลูกสูบ? +? = 0 ดังนั้นบาป (? + ?) = 0 และดังนั้น T = 0 เนื่องจากไม่มีแรงหมุนในตำแหน่งเหล่านี้ หากเครื่องไม่มีมู่เล่ การนอนหลับจะต้องหยุดลง ตำแหน่งสุดขั้วของลูกสูบเหล่านี้เรียกว่าตำแหน่งตายหรือจุดตาย ข้อเหวี่ยงยังผ่านเข้าไปเนื่องจากความเฉื่อยของมู่เล่
ที่ ตำแหน่งที่ตายแล้วลูกสูบไม่ได้สัมผัสกับฝาครอบกระบอกสูบ ช่องว่างที่เรียกว่าอันตรายยังคงอยู่ระหว่างลูกสูบและฝาครอบ ปริมาตรของพื้นที่อันตรายยังรวมถึงปริมาตรของช่องไอน้ำจากอวัยวะจ่ายไอน้ำไปยังกระบอกสูบด้วย
จังหวะส เรียกว่าเส้นทางที่ลูกสูบเคลื่อนที่ไปเมื่อเคลื่อนที่จากตำแหน่งสุดขั้วหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง หากระยะห่างจากศูนย์กลางของเพลาหลักถึงศูนย์กลางของขาข้อเหวี่ยง - รัศมีของข้อเหวี่ยง - ถูกแทนด้วย R แล้ว S = 2R
กระบอกสูบ V ชม. เรียกว่าปริมาตรที่ลูกสูบอธิบายไว้
โดยทั่วไปแล้ว เครื่องยนต์ไอน้ำจะทำงานแบบสองด้าน (สองด้าน) (ดูรูปที่ 1) บางครั้งใช้เครื่องจักรที่ออกฤทธิ์เดี่ยวซึ่งไอน้ำออกแรงกดบนลูกสูบจากด้านข้างของฝาครอบเท่านั้น อีกด้านหนึ่งของกระบอกสูบในเครื่องดังกล่าวยังคงเปิดอยู่
ขึ้นอยู่กับความดันที่ไอน้ำออกจากกระบอกสูบ เครื่องจักรจะแบ่งออกเป็นไอเสีย ถ้าไอน้ำไหลออกสู่บรรยากาศ ควบแน่น ถ้าไอน้ำเข้าสู่คอนเดนเซอร์ (ตู้เย็นที่คงแรงดันไว้) และการระบายความร้อน ซึ่งไอน้ำที่หมดในเครื่องถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ใด ๆ (การทำความร้อน การทำให้แห้ง ฯลฯ)
เป็นครั้งแรกที่ infa เกี่ยวกับเครื่องมือนี้ปรากฏบนเว็บไซต์ของนวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์ในโลกเมื่อประมาณ 15 ปีที่แล้ว เย็น รูปร่างแต่ ... และอันที่จริงแล้วการปฏิวัติคืออะไร? หลักการของการเปลี่ยนการเคลื่อนที่ของลูกสูบเป็นแบบหมุน เทียบเท่ากับมอเตอร์ไฮดรอลิกแบบลูกสูบมาตรฐาน ซึ่งลูกสูบหลายตัวทำให้จานหมุนด้วยปลายที่เอียง และสปูลหมุนที่ใช้สำหรับการกระจายไอน้ำยังใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบนิวแมติกส์ และมีโครงสร้างที่ด้อยกว่าสปูลกล่องแบบคลาสสิกของเครื่องยนต์ไอน้ำ ในสิ่งนี้ความรัดกุมจะลดลงเมื่อเสื่อมสภาพ แต่ในรูปทรงกล่องกลับไม่เป็นเช่นนั้น
ประโยชน์อื่น ๆ ของระบบนี้คืออะไร? ชิ้นส่วนของสายเคเบิลที่ยืดหยุ่นได้จำกัด พลังที่แท้จริงของไดรฟ์นี้ที่ระดับสิบวัตต์หรือเศษส่วนของกรัมต่อเมตรถ้าเราพิจารณาในแง่ของแรงบิด
สำหรับมอเตอร์ - "ผู้ใช้" ของความร้อนที่เหลืออยู่ในไอเสีย สารหล่อเย็นและ "ของเสีย" อื่น ๆ ของเครื่องยนต์ความร้อนที่ทรงพลังกว่านั้น Stirling ก็ไม่สามารถแข่งขันได้ เอสเค สามารถทำงานที่อุณหภูมิต่างกันน้อยกว่า 100 องศา
แอพพลิเคชั่นสำหรับความกะทัดรัดที่เป็นนวัตกรรมใหม่ก็เป็นปัญหาเช่นกัน เครื่องจักรไอน้ำแบบคลาสสิกและปริมาณการทำงานที่เท่ากันจะมีขนาดใกล้เคียงกับของกรีนโดยประมาณ
มีเครื่องยนต์ไอน้ำที่น่าสนใจมากที่สามารถใส่ในรถยนต์และมีประสิทธิภาพสูง เครื่องยนต์ไอน้ำเหล่านี้พัฒนากำลังเครื่องยนต์ที่สูงมากโดยใช้เชื้อเพลิงราคาถูก: ถ่านหินพรุ ถ่านหิน เม็ดไม้ เครื่องยนต์ไอน้ำดังกล่าวสามารถติดตั้งบนรถยนต์ได้ - และคุณจะมีรถไอน้ำที่ใช้เชื้อเพลิงเป็นเชื้อเพลิงเป็นของตัวเอง และคุณสามารถได้รับไฟฟ้าราคาถูก
ที่ ปีที่แล้วทิศทางใหม่เกิดขึ้นในการสร้างแบบจำลอง ได้รับแรงบันดาลใจจากอนิเมเตอร์ Yi-Wei Huang ผู้ซึ่งชอบความคิดในการทำให้ตัวการ์ตูนมีชีวิตโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากคอมพิวเตอร์กราฟิก ไฮไลท์ทั้งหมดอยู่ที่ความจริงที่ว่าใน "ของเล่น" ของเขาเขาไม่ได้ใช้ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้แต่เครื่องจักรไอน้ำจิ๋วที่เขาทำขึ้นเอง I-Wei ดึงแรงบันดาลใจจากทิศทางของนิยายวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่า "steampunk" หรือ "steampunk" "Steampunk" เป็นอีกทางเลือกหนึ่งของ "cyberpunk" ที่พัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 1990 โดดเด่นด้วยการใช้คอมพิวเตอร์ทั้งหมด
ในทางกลับกัน Steampunk มีพื้นฐานมาจากประวัติศาสตร์ของอังกฤษในยุควิกตอเรียด้วยเครื่องจักรที่ส่งเสียงก้องและคร่ำครวญ เขม่าและพลัง ลวดลาย Steampunk ปรากฏในงานศิลปะสมัยใหม่ที่หลากหลาย และไม่น่าแปลกใจเลยที่พวกเขามาสร้างแบบจำลอง ตอนนี้ตัวการ์ตูนจะมี ชีวิตใหม่แม้ว่าจะอยู่ในระดับของเล่น I-Wei ประกอบ "ของเล่น" ตัวแรกในปี 2548 ตั้งแต่นั้นมา เขาได้รวบรวมกลไกเฉลี่ยหนึ่งกลไกต่อเดือนด้วยมือของเขาเอง ส่วนใหญ่ใช้ไปกับการสร้างความสง่างามให้กับรุ่นที่มีถังขนาดใหญ่และหม้อต้มไอน้ำ นั่นคือที่มาของความสามารถด้านแอนิเมชั่นของเขา
การยืนยันอีกครั้งว่าเป็นสถานที่ที่ได้รับรางวัลหลายแห่งในเทศกาล RoboGames-2006 ไม่ว่าจิตวิญญาณของรัสเซียอาจดูหมิ่นประมาทสักเพียงใด ลูกสมุนของ I-Vey ทำงานกับแอลกอฮอล์ และถึงแม้ว่านี่จะไม่ใช่ทางเลือกเดียว แต่ก็เป็นเชื้อเพลิงที่เขาคิดว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับหุ่นยนต์ของเขาอย่างแม่นยำ เวลาทำงานมีตั้งแต่ห้านาทีถึงครึ่งชั่วโมงทั้งนี้ขึ้นอยู่กับรุ่น
อย่างไรก็ตามเขายังไม่ได้ละทิ้งแบตเตอรี่แม้ว่าพลังงานของพวกเขาจะถูกใช้ไปในการจัดระบบควบคุมวิทยุเท่านั้น แต่ไม่น่าเป็นไปได้ที่ของเล่นของเขาจะปรากฏบนชั้นวางของในร้านค้าในไม่ช้า เนื่องจากเนื้อหาของของเล่นแสดงถึงข้อกำหนดด้านความปลอดภัยพิเศษที่เพียงพอต่อกลไกที่ใช้กับแอลกอฮอล์และอยู่ภายใต้ความกดดันสูงเพียงพอ
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไอน้ำ
ฟืน - ศตวรรษที่ผ่านมา. น่าสนใจ หัวข้อนี้อยู่ในส่วนการสร้างแบบจำลอง และกล่าวถึงการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับการใช้งานจริง สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่ารถจักรไอน้ำที่ใช้หลักการนี้น่าสนใจมาก ตัวอย่างเช่นในประเทศมีการวางก้อน UAZ ภายในมีถังฉนวนความร้อนที่มีไอน้ำ 250 องศาบนหลังคาของท่อใต้กระจกซึ่งเชื่อมต่อกับถังนี้พวกมันถูกทำให้ร้อนจากดวงอาทิตย์ ระหว่างสัปดาห์มันแค่ยืนกลางแดดในวันหยุดที่คุณมาถึงและขับไปได้ 10 กิโลเมตร คุณคิดว่าแผงโซลาร์เซลล์ + ตัวเลือกแบตเตอรี่เทียบได้กับแผงโซลาร์เซลล์อย่างไร?
Spilling ก่อตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2433 ที่เมืองฮัมบูร์กในฐานะบริษัทวิศวกรรมทางทะเล โดยสร้างธุรกิจบนพื้นฐานนวัตกรรมมาโดยตลอด และปัจจุบันเป็นแบรนด์ระดับโลกสำหรับการผลิตและการจัดหาหน่วยโมดูลาร์ กำลังต่อหน่วย 100 - 5,000 กิโลวัตต์เพื่อการใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพในระบบจ่ายพลังงานแบบกระจายอำนาจ . ผลิตภัณฑ์ที่เป็นเอกลักษณ์ที่สุดของ บริษัท นี้คือเครื่องยนต์ไอน้ำ
เครื่องยนต์ไอน้ำที่หกเป็นเครื่องเดียวในโลก!
รถจักรไอน้ำรวมข้อดีของคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบเข้ากับ คุณสมบัติการออกแบบร่วมสมัย เครื่องยนต์ดีเซล. การออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ทำให้มีความน่าเชื่อถือสูงเมื่อใช้เป็นไดรฟ์สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ภายใต้ภาระไฟฟ้าที่แปรผันและการไหลของไอน้ำที่เปลี่ยนแปลงไป
ข้อดีของแหล่งพลังงานนี้สำหรับระบบไฟฟ้าในพื้นที่ขนาดกะทัดรัดเมื่อเปรียบเทียบกับตัวเลือกกังหันไอน้ำคือความง่ายในการใช้งานและต้นทุนต่ำของเครื่องยนต์ไอน้ำ ทำให้เหมาะสำหรับใช้ในหม้อไอน้ำขนาดเล็กถึงขนาดกลาง รวมไปถึง:
- โรงไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงชีวภาพ กำลังการผลิตตั้งแต่ 2 เมกะวัตต์ ในแง่ของเชื้อเพลิง
- หน่วยสำหรับการใช้ไอน้ำเสียที่มีอัตราการไหล 2.5 ตัน/ชม.
- เตาเผาขยะ.
เครื่องยนต์ไอน้ำหกจะเหมาะสมที่สุดเมื่อใช้ร่วมกับหม้อไอน้ำแบบอิ่มตัว เช่นเดียวกับเครื่องกำเนิดไอน้ำแรงดันปานกลาง ในขณะเดียวกัน หลักการออกแบบโมดูลาร์ เครื่องยนต์ลูกสูบให้ความยืดหยุ่นในการอัพเกรดห้องหม้อไอน้ำสำหรับความต้องการของลูกค้าที่หลากหลาย
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการสร้างหม้อไอน้ำใหม่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและผลิตกระแสไฟฟ้าในตัวเอง
ในโรงไฟฟ้าขนาดเล็กและขนาดกลางซึ่งมักเรียกว่า mini-CHP, SPILLING เป็นเครื่องยนต์ที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือ อุปกรณ์เทคโนโลยีเมื่อเทียบกับกังหันไอน้ำที่มีกำลังและพารามิเตอร์ไอน้ำที่สมน้ำสมเนื้อ มีคุณสมบัติเชิงบวกดังต่อไปนี้:
- ช่วงไดนามิกกว้างของการควบคุมพลังงาน
- ความไม่ไวต่อคุณภาพไอน้ำในทางปฏิบัติ
- ความเป็นไปได้ของการขับเคลื่อนโดยตรงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรืออุปกรณ์เทคโนโลยีที่ไม่มีตัวกลาง เกียร์กล;
- สูง ความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานและความจำเป็นที่ต้องมีโครงสร้างพื้นฐานทางเทคนิคขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับการบริการ
- ระบบหล่อลื่นที่ป้องกันไม่ให้น้ำมันเข้าสู่ไอน้ำ
เครื่องยนต์ไอน้ำ SPILLING มาพร้อมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นหน่วยที่พร้อมใช้งาน รวมถึงแผงควบคุมอัตโนมัติพร้อมตรรกะของโปรแกรมและแผงควบคุมการทำงาน
ข้อมูลทางเทคนิคของเครื่องจักรไอน้ำ
ทีมผู้ที่ชื่นชอบการเรียกตัวเองว่า British Steam Car Challenge ซึ่งประกอบด้วยนักแข่ง ผู้ที่ชื่นชอบ และมือสมัครเล่น ได้สร้างรถ Inspiration มานานหลายปีเพื่อทำลายสถิติความเร็วสำหรับรถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ สถิติความเร็วรถจักรไอน้ำได้รับการจัดขึ้นตั้งแต่ปีพ. ศ. 2449 จากนั้นในสหรัฐอเมริกา นักแข่ง Fred Marriot ทำความเร็วได้ถึง 205.44 กิโลเมตรต่อชั่วโมงบนรถจักรไอน้ำที่สร้างโดยพี่น้องสแตนลีย์
ตอนนี้ บางทีสถิติอาจจะพังทลายเมื่อรถผ่านโปรแกรมการทดสอบไดนามิกล่าสุด ซึ่งกำหนดไว้ในช่วงปลายเดือนมีนาคม 2552 ที่ไซต์ของกระทรวงกลาโหมใกล้ชิเชสเตอร์ เวสต์ซัสเซกซ์ นี่จะเป็นครั้งสุดท้ายที่รถได้รับการทดสอบในสหราชอาณาจักรก่อนที่จะส่งไปยังสหรัฐอเมริกาเพื่อพยายามสร้างสถิติโลกความเร็วสำหรับรถยนต์ที่ดินที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ
ครั้งหนึ่ง หัวหน้านักออกแบบของทีม Glynn Bowscher มีงานที่ยากลำบาก เพราะมันไม่ง่ายที่จะได้พลังงานสูงจากเครื่องยนต์ไอน้ำที่มีขนาดเล็กและน้ำหนักของการติดตั้ง ได้วางแผนไว้ว่า โรงงานอบไอน้ำ Bowsher จะพัฒนาได้ถึง300 พลังม้าบนเพลาด้วยความเร็วกังหัน 12,000 ต่อนาที และยิ่งไปกว่านั้น มันจะพอดีกับตัว Inspiration ที่แคบและต่ำ ความยาวของมันคือ 5.25 เมตร ความกว้าง - 1.7 เมตร ความสูง - 1.1 เมตร
โพรเพนเหลวใช้เป็นเชื้อเพลิง เครื่องกำเนิดไอน้ำสี่เครื่องตั้งอยู่ด้านหลังคนขับ เครื่องกำเนิดไอน้ำแต่ละเครื่องประกอบด้วยท่อแนวนอนบางๆ 28 ท่อ ทำจากสแตนเลสทนความร้อน พวกเขาคือผู้ครอบครองปริมาตรหลักภายในรถและจัดหาเครื่องจักรไอน้ำด้วยไอน้ำประมาณ 10 กิโลกรัมต่อนาที แรงดันไอน้ำและอุณหภูมิประมาณ 40 บรรยากาศและมากกว่า 380 องศาเซลเซียส สามารถควบคุมเครื่องกำเนิดไอน้ำแต่ละเครื่องแยกกันได้ ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบ ไอน้ำถูกส่งผ่านหัวฉีดสี่หัวไปยังกังหันไอน้ำสองขั้นตอน ซึ่งหมุนผ่านเกียร์ทดรอบ ล้อหลังรถยนต์. เส้นผ่านศูนย์กลางกังหัน - 33 ซม.
วิศวกรคาดหวังว่ารถจะสามารถเร่งความเร็วได้ถึง 320 กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่ถ้าเราคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การทำให้เพรียวลมของร่างกายที่ต่ำ - เพียง 0.2 แล้วความเร็วก็จะสูงขึ้น
ข้อได้เปรียบหลักและมีค่ามากของเครื่องยนต์ไอน้ำในปัจจุบันคือปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ต่ำในไอเสียของเครื่องยนต์ไอน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากใช้ก๊าซเช่น Inspiration
ผู้ที่ชื่นชอบชาวอังกฤษหวังว่าพวกเขาจะไม่เพียงแต่ทำลายสถิติความเร็วของรถยนต์ด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำเท่านั้น แต่ยังดึงดูดความสนใจของสาธารณชนในเรื่องความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของรถยนต์ไอน้ำด้วย
ที่มา: steampunker.ru, diy.infcat.ru, www.chipmaker.ru, www.hansaenergo.ru, techvesti.ru
ความลึกลับที่เปิดเผย
Masons พวกเขาเป็นใคร?
ใครขายอลาสก้า?
เทพเจ้า Quetzalcoatl เป็นพญานาคขนนก วิหาร Quetzalcoatl
7 สิ่งมหัศจรรย์ของโลกสมัยใหม่
อาจไม่มีบุคคลเช่นนั้นที่ไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับปิรามิดแห่งอียิปต์ ยักษ์ใหญ่แห่งโรดส์ สวนลอยแห่งบาบิโลน หรือวิหารอาร์เทมิสใน...
รถไฟใต้ดินของรัฐบาลในมอสโก
สถาปนิกชาวดัตช์ Reinier de Graaff เสนอให้ยกเลิกการจัดประเภทสาขาที่มีอยู่เดิมของรัฐบาล Metro-2 ตามที่สถาปนิกคิดไว้ เนื่องจากสายนี้ไม่เกี่ยวกัน...
ความลึกลับของปลาโลมา โปรแกรมกาลิเลโอ
นักวิทยาศาสตร์ต้องประหลาดใจเมื่อเครื่องตรวจจับวิทยุที่มีความละเอียดอ่อนของสถานีอวกาศตรวจจับการเคลื่อนไหวภายใต้น้ำแข็งของดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี ในขณะเดียวกัน เครื่องเสียง...
เครื่องปฏิกรณ์ฟิวชั่นอุตสาหกรรม
General Fusion บริษัทขนาดเล็กสัญชาติแคนาดา ได้เริ่มสร้างเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันเชิงพาณิชย์เครื่องแรกของโลก ซึ่งมีแผนที่จะทดสอบ-เปิดตัวใน...
ฮอร์โมนมนุษย์
แนวคิดของ "ฮอร์โมน" ได้กลายเป็นเป้าหมายของนักวิจัยอย่างใกล้ชิด ข่าวปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับความหมายของหนึ่งในนั้นใน ...
จอกศักดิ์สิทธิ์
Holy Grail เป็นสิ่งประดิษฐ์ลึกลับของคริสเตียนที่พบและสูญหาย คำว่า "จอกศักดิ์สิทธิ์" มักใช้เปรียบเปรยเพื่ออ้างถึง...
Missile complex Avangard - ข้อกำหนดและความสามารถ
ระบบขีปนาวุธรัสเซียใหม่ล่าสุด "Avangard" เปิดตัวใน การผลิตจำนวนมาก, เริ่ม...
ลางบอกเหตุพื้นบ้านเกี่ยวกับไข่มุก
ประการแรก ไข่มุกเป็นหินที่สวยงามอย่างเหลือเชื่อที่ไ...
วิธีทำไม้โอ๊คที่บ้าน
Bog oak เป็นวัสดุก่อสร้างที่ยอดเยี่ยม เป็นสีที่ไม่ธรรมดามาก...
หางของผู้คน
เป็นเรื่องตลก แต่ผู้ชายมีหาง จนถึงช่วงหนึ่ง เป็นที่รู้...
เหตุใดเครื่องยนต์ควอนตัมของ Leonov จึงไม่ถูกใช้งาน
หมายเหตุปรากฏขึ้นเป็นระยะในสื่อเกี่ยวกับการพัฒนาที่ไม่รู้จักของนักวิทยาศาสตร์ Bryansk ...
ขีปนาวุธล่องเรือนิวเคลียร์ Burevestnik - ลักษณะและโอกาส
เครื่องยนต์ไอน้ำถูกใช้เป็นเครื่องยนต์ขับเคลื่อนในสถานีสูบน้ำ, หัวรถจักร, บนเรือไอน้ำ, รถแทรกเตอร์, รถไอน้ำและคนอื่น ๆ ยานพาหนะโอ้. เครื่องยนต์ไอน้ำมีส่วนทำให้เกิดการใช้เครื่องจักรในเชิงพาณิชย์อย่างกว้างขวางในองค์กรต่างๆ และเป็นพื้นฐานด้านพลังงานของการปฏิวัติอุตสาหกรรมในศตวรรษที่ 18 เครื่องยนต์ไอน้ำถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน กังหันไอน้ำ มอเตอร์ไฟฟ้า และเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า
การทำงานของเครื่องจักรไอน้ำ
การประดิษฐ์และการพัฒนา
นกกระสาแห่งอเล็กซานเดรียรู้จักอุปกรณ์แรกที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำในศตวรรษแรกที่เรียกว่า "อ่างอาบน้ำของนกกระสา" หรือ "แอโอลิพิล" ไอน้ำที่ออกมาจากหัวฉีดที่จับกับลูกบอลทำให้ไอน้ำหมุนตามสัมผัส สันนิษฐานว่าการแปลงไอน้ำเป็น การเคลื่อนไหวทางกลเป็นที่รู้จักในอียิปต์ในช่วงการปกครองของโรมันและใช้ในอุปกรณ์ง่ายๆ
เครื่องยนต์อุตสาหกรรมเครื่องแรก
ไม่มีการใช้อุปกรณ์ที่อธิบายไว้ในการแก้ปัญหาที่เป็นประโยชน์ เครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกที่ใช้ในการผลิตคือ "รถดับเพลิง" ซึ่งออกแบบโดย Thomas Savery วิศวกรทางทหารชาวอังกฤษในปี 1698 Savery ได้รับสิทธิบัตรสำหรับอุปกรณ์ของเขาในปี 1698 มันเป็นปั๊มไอน้ำแบบลูกสูบ และเห็นได้ชัดว่าไม่ได้มีประสิทธิภาพมากนัก เนื่องจากความร้อนของไอน้ำหายไปทุกครั้งที่คอนเทนเนอร์ถูกทำให้เย็นลง และค่อนข้างอันตรายในการทำงาน เนื่องจากไอน้ำแรงดันสูง บางครั้งถังและท่อส่งเครื่องยนต์ ระเบิด เนื่องจากอุปกรณ์นี้สามารถใช้ได้ทั้งหมุนวงล้อของโรงสีน้ำและสูบน้ำออกจากเหมือง นักประดิษฐ์จึงเรียกอุปกรณ์นี้ว่า "เพื่อนของคนงานเหมือง"
จากนั้นช่างตีเหล็กชาวอังกฤษ Thomas Newcomen ได้สาธิต "เครื่องยนต์บรรยากาศ" ของเขาในปี ค.ศ. 1712 ซึ่งเป็นเครื่องจักรไอน้ำเครื่องแรกที่มีความต้องการทางการค้า นี่เป็นการปรับปรุงเครื่องจักรไอน้ำของ Savery ซึ่ง Newcomen ได้ลดแรงดันใช้งานของไอน้ำลงอย่างมาก Newcomen อาจมีพื้นฐานมาจากคำอธิบายการทดลองของ Papin ที่จัดโดย Royal Society of London ซึ่งเขาอาจเข้าถึงได้ผ่าน Robert Hooke สมาชิกของสังคมที่ทำงานร่วมกับ Papin
แผนผังของเครื่องจักรไอน้ำ Newcomen
– ไอน้ำแสดงเป็นสีม่วง น้ำเป็นสีน้ำเงิน
– วาล์วเปิดจะแสดงเป็นสีเขียว วาล์วปิดเป็นสีแดง
การใช้งานเครื่องยนต์ Newcomen ครั้งแรกคือการสูบน้ำจากเหมืองลึก ในปั๊มของเหมือง ตัวโยกเชื่อมต่อกับแท่งที่ลงไปในเหมืองไปยังห้องปั๊ม การเคลื่อนที่แบบลูกสูบของแรงขับถูกส่งไปยังลูกสูบของปั๊มซึ่งจ่ายน้ำขึ้นไปด้านบน วาล์ว เครื่องยนต์ต้น Newcomen เปิดและปิดด้วยตนเอง การปรับปรุงครั้งแรกคือระบบอัตโนมัติของวาล์ว ซึ่งขับเคลื่อนโดยตัวเครื่องจักรเอง ตำนานเล่าว่าการปรับปรุงนี้เกิดขึ้นในปี 1713 โดยเด็กชายฮัมฟรีย์ พอตเตอร์ ซึ่งต้องเปิดและปิดวาล์ว พอเบื่อก็มัดมือจับวาวล์ด้วยเชือกแล้วไปเล่นกับเด็กๆ ในปี ค.ศ. 1715 ระบบควบคุมคันโยกได้ถูกสร้างขึ้นโดยกลไกของเครื่องยนต์เอง
เครื่องยนต์ไอน้ำสุญญากาศแบบสองสูบเครื่องแรกในรัสเซียได้รับการออกแบบโดยช่าง I. I. Polzunov ในปี 1763 และสร้างขึ้นในปี 1764 เพื่อขับเคลื่อนเครื่องเป่าลมที่โรงงาน Barnaul Kolyvano-Voskresensky
Humphrey Gainsborough สร้างแบบจำลองเครื่องยนต์ไอน้ำคอนเดนเซอร์ในปี 1760 ในปี ค.ศ. 1769 James Watt ช่างเครื่องชาวสก็อต (อาจใช้ความคิดของ Gainsborough) ได้จดสิทธิบัตรการปรับปรุงครั้งใหญ่ครั้งแรกสำหรับเครื่องยนต์สุญญากาศของ Newcomen ซึ่งทำให้ประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้น การมีส่วนร่วมของวัตต์คือการแยกเฟสการควบแน่นของเครื่องยนต์สุญญากาศในห้องที่แยกจากกัน ในขณะที่ลูกสูบและกระบอกสูบอยู่ที่อุณหภูมิไอน้ำ วัตต์ได้เพิ่มรายละเอียดที่สำคัญอีกสองสามข้อให้กับเครื่องยนต์ Newcomen: เขาวางลูกสูบไว้ในกระบอกสูบเพื่อขับไอน้ำออกมา และเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบให้เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของล้อขับเคลื่อน
ตามสิทธิบัตรเหล่านี้ Watt ได้สร้างเครื่องจักรไอน้ำในเบอร์มิงแฮม ภายในปี ค.ศ. 1782 เครื่องจักรไอน้ำของวัตต์มีประสิทธิภาพมากกว่าของนิวโคเมนถึง 3 เท่า การปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์วัตต์นำไปสู่การใช้พลังงานไอน้ำในอุตสาหกรรม นอกจากนี้ ไม่เหมือนเครื่องยนต์ Newcomen เครื่องยนต์ Watt ทำให้สามารถส่งการเคลื่อนที่แบบหมุนได้ในขณะที่อยู่ใน รุ่นแรกๆเครื่องยนต์ไอน้ำ ลูกสูบเชื่อมต่อกับตัวโยกและไม่ได้เชื่อมต่อกับก้านสูบโดยตรง เครื่องยนต์นี้มีคุณสมบัติหลักของเครื่องยนต์ไอน้ำที่ทันสมัยอยู่แล้ว
ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอีกคือการใช้ไอน้ำแรงดันสูง (American Oliver Evans และ Richard Trevithick ชาวอังกฤษ) R. Trevithick ประสบความสำเร็จในการสร้างเครื่องยนต์สูบเดียวสำหรับอุตสาหกรรมแรงดันสูงที่รู้จักกันในชื่อ "เครื่องยนต์ Cornish" พวกเขาทำงานที่ 50 psi หรือ 345 kPa (3.405 บรรยากาศ) อย่างไรก็ตาม ด้วยแรงดันที่เพิ่มขึ้น มีความเสี่ยงที่จะเกิดการระเบิดในเครื่องจักรและหม้อไอน้ำ ซึ่งในตอนแรกทำให้เกิดอุบัติเหตุมากมาย จากมุมมองนี้มากที่สุด องค์ประกอบที่สำคัญเครื่องฉีดน้ำแรงดันสูงมีวาล์วนิรภัยที่ปล่อยแรงดันส่วนเกิน เชื่อถือได้และ การทำงานที่ปลอดภัยเริ่มต้นด้วยการสะสมประสบการณ์และมาตรฐานขั้นตอนการก่อสร้าง การใช้งาน และการบำรุงรักษาอุปกรณ์เท่านั้น
นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส Nicolas-Joseph Cugnot ได้สาธิตรถจักรไอน้ำแบบขับเคลื่อนด้วยตัวเองคันแรกที่ใช้งานได้ในปี 1769: "fardier à vapeur" (รถจักรไอน้ำ) บางทีสิ่งประดิษฐ์ของเขาถือได้ว่าเป็นรถยนต์คันแรก รถแทรคเตอร์ไอน้ำแบบขับเคลื่อนด้วยตัวเองกลายเป็นว่ามีประโยชน์มากในฐานะแหล่งพลังงานกลเคลื่อนที่ที่เคลื่อนเครื่องจักรทางการเกษตรอื่น ๆ เข้ามา เช่น เครื่องนวดข้าว เครื่องกด ฯลฯ ในปี ค.ศ. 1788 เรือกลไฟที่สร้างโดยจอห์น ฟิทช์ได้ดำเนินการให้บริการตามปกติแล้ว แม่น้ำเดลาแวร์ระหว่างฟิลาเดลเฟีย (เพนซิลเวเนีย) และเบอร์ลิงตัน (รัฐนิวยอร์ก) เขายกผู้โดยสาร 30 คนขึ้นเครื่องด้วยความเร็ว 7-8 ไมล์ต่อชั่วโมง เรือกลไฟของเจ. ฟิทช์ไม่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ เนื่องจากถนนบนบกที่ดีต้องแข่งขันกับเส้นทางของมัน ในปี ค.ศ. 1802 วิศวกรชาวสก็อต วิลเลียม ซิมิงตันได้สร้างเรือกลไฟที่สามารถแข่งขันได้ และในปี ค.ศ. 1807 วิศวกรชาวอเมริกัน โรเบิร์ต ฟุลตันใช้เครื่องยนต์ไอน้ำวัตต์เพื่อขับเคลื่อนเรือกลไฟที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ลำแรก เมื่อวันที่ 21 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2347 รถจักรไอน้ำแบบขับเคลื่อนด้วยตนเองคันแรกที่สร้างโดย Richard Trevithick ได้จัดแสดงอยู่ที่โรงเหล็ก Penydarren ที่ Merthyr Tydfil ทางตอนใต้ของเวลส์
เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบ
เครื่องยนต์ลูกสูบใช้พลังงานไอน้ำเพื่อเคลื่อนลูกสูบในห้องหรือกระบอกสูบที่ปิดสนิท การทำงานของลูกสูบสามารถแปลงทางกลไกเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นสำหรับปั๊มลูกสูบ หรือเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนเพื่อขับเคลื่อนชิ้นส่วนที่หมุนของเครื่องมือกลหรือล้อรถ
เครื่องสูญญากาศ
เครื่องยนต์ไอน้ำยุคแรกเรียกว่า "รถดับเพลิง" และเครื่องยนต์วัตต์ "บรรยากาศ" หรือ "กลั่นตัว" พวกเขาทำงานบนหลักการสูญญากาศและเรียกอีกอย่างว่า " มอเตอร์สูญญากาศ". เครื่องจักรดังกล่าวทำงานเพื่อขับเคลื่อนปั๊มลูกสูบ แต่อย่างใด ไม่มีหลักฐานว่ามีการใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น ในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ไอน้ำแบบสุญญากาศ ที่จุดเริ่มต้นของวงจร ไอน้ำแรงดันต่ำจะเข้าสู่ห้องทำงานหรือกระบอกสูบ วาล์วทางเข้าจะปิดลงและไอน้ำจะเย็นลงและควบแน่น ในเครื่องยนต์ Newcomen น้ำหล่อเย็นจะถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบโดยตรง และคอนเดนเสทจะหลบหนีเข้าไปในตัวสะสมคอนเดนเสท สิ่งนี้จะสร้างสุญญากาศในกระบอกสูบ ความดันบรรยากาศที่ด้านบนของกระบอกสูบจะกดทับลูกสูบ และทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่ลง นั่นคือจังหวะกำลัง
การระบายความร้อนและการอุ่นกระบอกสูบการทำงานของเครื่องอย่างต่อเนื่องทำให้สิ้นเปลืองและไม่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์ไอน้ำเหล่านี้อนุญาตให้สูบน้ำจากระดับความลึกที่มากกว่าที่เป็นไปได้ก่อนที่มันจะปรากฎ เวอร์ชันของเครื่องจักรไอน้ำปรากฏขึ้นในปีที่สร้างโดย Watt โดยร่วมมือกับ Matthew Boulton นวัตกรรมหลักคือการกำจัดกระบวนการควบแน่นในห้องแยกพิเศษ (คอนเดนเซอร์) ห้องนี้ถูกวางไว้ในอ่างน้ำเย็นและเชื่อมต่อกับกระบอกสูบด้วยท่อที่ปิดด้วยวาล์ว ปั๊มสุญญากาศขนาดเล็กพิเศษ (ต้นแบบของปั๊มคอนเดนเสท) ติดอยู่กับห้องควบแน่น ขับเคลื่อนด้วยตัวโยกและใช้เพื่อขจัดคอนเดนเสทออกจากคอนเดนเซอร์ น้ำร้อนที่ได้มาจากปั๊มพิเศษ (ต้นแบบของปั๊มป้อนอาหาร) กลับไปที่หม้อไอน้ำ นวัตกรรมที่รุนแรงอีกประการหนึ่งคือการปิดปลายด้านบนของกระบอกสูบทำงาน ซึ่งตอนนี้ส่วนบนเป็นไอน้ำแรงดันต่ำ มีไอน้ำแบบเดียวกันอยู่ในเสื้อคู่ของกระบอกสูบที่รองรับมัน อุณหภูมิคงที่. ระหว่างการเคลื่อนที่ขึ้นของลูกสูบ ไอน้ำนี้จะถูกส่งผ่านท่อพิเศษไปยังส่วนล่างของกระบอกสูบเพื่อควบแน่นในจังหวะถัดไป ในความเป็นจริง เครื่องจักรหยุดเป็น "บรรยากาศ" และตอนนี้กำลังของมันขึ้นอยู่กับความแตกต่างของแรงดันระหว่างไอน้ำแรงดันต่ำกับสุญญากาศที่สามารถรับได้ ในเครื่องยนต์ไอน้ำของ Newcomen ลูกสูบได้รับการหล่อลื่นด้วยน้ำปริมาณเล็กน้อยที่ราดด้านบน ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในเครื่องยนต์ของ Watt เนื่องจากตอนนี้ไอน้ำอยู่ในส่วนบนของกระบอกสูบ จึงจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้การหล่อลื่นด้วย ส่วนผสมของไขมันและน้ำมัน จาระบีชนิดเดียวกันนี้ถูกใช้ในกล่องบรรจุก้านสูบ
เครื่องยนต์ไอน้ำสุญญากาศ แม้จะมีข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพอย่างเห็นได้ชัด แต่ก็ค่อนข้างปลอดภัย โดยใช้ไอน้ำแรงดันต่ำ ซึ่งค่อนข้างสอดคล้องกับเทคโนโลยีหม้อไอน้ำระดับต่ำทั่วไปในศตวรรษที่ 18 พลังของเครื่องถูกจำกัดด้วยแรงดันไอน้ำต่ำ ขนาดกระบอกสูบ อัตราการเผาไหม้เชื้อเพลิงและการระเหยของน้ำในหม้อไอน้ำ และขนาดของคอนเดนเซอร์ ประสิทธิภาพเชิงทฤษฎีสูงสุดจำกัดด้วยความแตกต่างของอุณหภูมิที่ค่อนข้างเล็กที่ด้านใดด้านหนึ่งของลูกสูบ มันทำ เครื่องสูญญากาศซึ่งมีไว้สำหรับใช้ในอุตสาหกรรม มีขนาดใหญ่เกินไปและมีราคาแพง
การบีบอัด
ช่องทางออกของกระบอกสูบเครื่องยนต์ไอน้ำปิดเล็กน้อยก่อนที่ลูกสูบจะไปถึงตำแหน่งสิ้นสุด โดยปล่อยให้ไอน้ำไอเสียบางส่วนอยู่ในกระบอกสูบ ซึ่งหมายความว่ามีเฟสการบีบอัดในวงจรการทำงาน ซึ่งเรียกว่า "เบาะไอ" ซึ่งทำให้การเคลื่อนที่ของลูกสูบในตำแหน่งที่รุนแรงช้าลง นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงดันตกกะทันหันที่จุดเริ่มต้นของเฟสไอดีเมื่อไอน้ำสดเข้าสู่กระบอกสูบ
ก้าวหน้า
ผลกระทบที่อธิบายไว้ของ "เบาะรองไอน้ำ" ยังได้รับการปรับปรุงด้วยความจริงที่ว่าการบริโภคไอน้ำสดเข้าสู่กระบอกสูบเริ่มต้นค่อนข้างเร็วกว่าที่ลูกสูบจะไปถึงตำแหน่งที่รุนแรงนั่นคือมีปริมาณไอน้ำล่วงหน้าอยู่บ้าง ความก้าวหน้านี้มีความจำเป็นเพื่อให้ก่อนที่ลูกสูบจะเริ่มจังหวะการทำงานภายใต้การกระทำของไอน้ำสด ไอน้ำจะมีเวลาเติมช่องว่างที่ตายซึ่งเกิดขึ้นจากระยะก่อนหน้า กล่าวคือ ช่องทางไอดีและไอเสีย ปริมาตรของกระบอกสูบที่ไม่ได้ใช้สำหรับการเคลื่อนที่ของลูกสูบ
นามสกุลง่าย
การขยายตัวอย่างง่ายถือว่าไอน้ำใช้งานได้เฉพาะเมื่อขยายตัวในกระบอกสูบ และไอน้ำไอเสียจะถูกปล่อยออกสู่บรรยากาศโดยตรงหรือเข้าสู่คอนเดนเซอร์พิเศษ ความร้อนที่เหลือของไอน้ำสามารถนำมาใช้ได้ เช่น ให้ความร้อนแก่ห้องหรือยานพาหนะ รวมทั้งอุ่นน้ำที่เข้าสู่หม้อไอน้ำ
สารประกอบ
ในระหว่างกระบวนการขยายในกระบอกสูบของเครื่องฉีดน้ำแรงดันสูง อุณหภูมิของไอน้ำจะลดลงตามสัดส่วนของการขยายตัว เนื่องจากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน (กระบวนการอะเดียแบติก) ปรากฎว่าไอน้ำเข้าสู่กระบอกสูบที่อุณหภูมิสูงกว่าที่ปล่อยทิ้งไว้ ความผันผวนของอุณหภูมิดังกล่าวในกระบอกสูบทำให้ประสิทธิภาพของกระบวนการลดลง
หนึ่งในวิธีการจัดการกับความแตกต่างของอุณหภูมินี้ถูกเสนอในปี 1804 โดยวิศวกรชาวอังกฤษ Arthur Wolfe ผู้จดสิทธิบัตร เครื่องยนต์ไอน้ำผสมแรงดันสูง Wulff. ในเครื่องนี้ ไอน้ำที่อุณหภูมิสูงจากหม้อต้มไอน้ำเข้าสู่กระบอกสูบแรงดันสูง จากนั้นไอน้ำจะระบายออกที่อุณหภูมิและความดันต่ำกว่าในกระบอกสูบแรงดันต่ำ (หรือกระบอกสูบ) ซึ่งช่วยลดอุณหภูมิที่ลดลงในแต่ละกระบอกสูบ ซึ่งโดยทั่วไปจะลดการสูญเสียอุณหภูมิและปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์โดยรวม การกระทำที่เป็นประโยชน์เครื่องยนต์ไอน้ำ ไอน้ำแรงดันต่ำมีปริมาตรที่มากกว่า ดังนั้นจึงต้องใช้ปริมาตรของกระบอกสูบมากขึ้น ดังนั้น ในเครื่องจักรผสม กระบอกสูบแรงดันต่ำจึงมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า (และบางครั้งก็ยาวกว่า) กว่ากระบอกสูบแรงดันสูง
การจัดเรียงนี้เรียกอีกอย่างว่า "การขยายตัวสองครั้ง" เนื่องจากการขยายตัวของไอเกิดขึ้นในสองขั้นตอน บางครั้งกระบอกสูบแรงดันสูงหนึ่งกระบอกเชื่อมต่อกับกระบอกสูบแรงดันต่ำสองกระบอก ส่งผลให้มีกระบอกสูบขนาดเท่ากันสามกระบอกโดยประมาณ โครงการดังกล่าวง่ายต่อการสร้างสมดุล
เครื่องผสมสองสูบสามารถจำแนกได้ดังนี้:
- ครอสคอมพาวด์- กระบอกสูบตั้งอยู่เคียงข้างกันโดยข้ามช่องนำไอน้ำ
- สารประกอบตีคู่- กระบอกสูบถูกจัดเรียงเป็นชุดและใช้ก้านเดียว
- สารประกอบมุม- กระบอกสูบจะทำมุมซึ่งกันและกัน โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ 90 องศา และทำงานบนข้อเหวี่ยงตัวเดียว
หลังจากทศวรรษที่ 1880 เครื่องยนต์ไอน้ำแบบผสมเริ่มแพร่หลายในการผลิตและการขนส่ง และแทบจะกลายเป็นเครื่องยนต์ประเภทเดียวที่ใช้กับเรือกลไฟ การใช้รถจักรไอน้ำไม่แพร่หลายเท่าที่พิสูจน์แล้วว่าซับซ้อนเกินไป ส่วนหนึ่งเนื่องจากสภาพการทำงานที่ยากลำบากของเครื่องยนต์ไอน้ำในการขนส่งทางรถไฟ แม้ว่าตู้รถไฟแบบผสมจะไม่เคยกลายเป็นปรากฏการณ์กระแสหลัก (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นที่ที่หายากมากและไม่ได้ใช้เลยหลังจากช่วงทศวรรษที่ 1930) พวกเขาได้รับความนิยมในหลายประเทศ
การขยายหลายรายการ
แผนภาพแบบง่ายของเครื่องยนต์ไอน้ำแบบขยายสามส่วน
ไอน้ำแรงดันสูง (สีแดง) จากหม้อไอน้ำไหลผ่านตัวเครื่อง โดยปล่อยให้คอนเดนเซอร์อยู่ที่แรงดันต่ำ (สีน้ำเงิน)
การพัฒนาเชิงตรรกะของโครงร่างแบบผสมคือการเพิ่มขั้นตอนการขยายเพิ่มเติมเข้าไปซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน ผลที่ได้คือรูปแบบการขยายหลายแบบที่เรียกว่าเครื่องขยายสามหรือสี่เท่า เครื่องยนต์ไอน้ำดังกล่าวใช้กระบอกสูบหลายชุด การกระทำสองครั้งซึ่งปริมาณที่เพิ่มขึ้นในแต่ละขั้นตอน บางครั้ง แทนที่จะเพิ่มปริมาตรของกระบอกสูบแรงดันต่ำ มีการใช้จำนวนเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับเครื่องจักรผสมบางรุ่น
ภาพทางด้านขวาแสดงเครื่องยนต์ไอน้ำกำลังขยายสามตัวที่ทำงานอยู่ ไอน้ำไหลผ่านตัวเครื่องจากซ้ายไปขวา บล็อกวาล์วของแต่ละกระบอกสูบตั้งอยู่ทางด้านซ้ายของกระบอกสูบที่เกี่ยวข้อง
การถือกำเนิดของเครื่องจักรไอน้ำประเภทนี้มีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับฝูงบิน เนื่องจากข้อกำหนดด้านขนาดและน้ำหนักสำหรับ เครื่องเรือไม่เข้มงวดมาก และที่สำคัญที่สุด รูปแบบดังกล่าวทำให้ง่ายต่อการใช้คอนเดนเซอร์ที่ส่งไอน้ำเสียในรูปของน้ำจืดกลับไปยังหม้อไอน้ำ (ไม่สามารถใช้น้ำทะเลเค็มเป็นพลังงานให้กับหม้อไอน้ำได้) เครื่องยนต์ไอน้ำแบบใช้ภาคพื้นดินมักไม่มีปัญหากับการจ่ายน้ำ ดังนั้นจึงสามารถปล่อยไอน้ำเสียออกสู่ชั้นบรรยากาศได้ ดังนั้นรูปแบบดังกล่าวจึงมีความเกี่ยวข้องน้อยกว่าสำหรับพวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงความซับซ้อนขนาดและน้ำหนัก การครอบงำของเครื่องยนต์ไอน้ำแบบขยายหลายตัวสิ้นสุดลงด้วยการถือกำเนิดและการใช้กังหันไอน้ำอย่างแพร่หลายเท่านั้น อย่างไรก็ตาม กังหันไอน้ำสมัยใหม่ใช้หลักการเดียวกันในการแบ่งการไหลออกเป็นกระบอกสูบแรงดันสูง ปานกลาง และต่ำ
เครื่องยนต์ไอน้ำกระแสตรง
เครื่องยนต์ไอน้ำแบบครั้งเดียวเกิดขึ้นจากความพยายามที่จะเอาชนะข้อเสียเปรียบประการหนึ่งในเครื่องยนต์ไอน้ำที่มีการกระจายไอน้ำแบบเดิม ความจริงก็คือไอน้ำในเครื่องยนต์ไอน้ำธรรมดาเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากใช้หน้าต่างเดียวกันในแต่ละด้านของกระบอกสูบสำหรับทั้งทางเข้าและทางออกของไอน้ำ เมื่อไอน้ำเสียออกจากกระบอกสูบจะทำให้ผนังและช่องจ่ายไอน้ำเย็นลง ไอน้ำสดจึงใช้พลังงานส่วนหนึ่งในการให้ความร้อนซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง เครื่องยนต์ไอน้ำแบบครั้งเดียวมีพอร์ตเพิ่มเติม ซึ่งเปิดโดยลูกสูบเมื่อสิ้นสุดแต่ละเฟส และไอน้ำจะออกจากกระบอกสูบ วิธีนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องจักรเมื่อไอน้ำเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียว และการไล่ระดับอุณหภูมิของผนังกระบอกสูบยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากหรือน้อย เครื่องจักรแบบครั้งเดียวผ่านที่มีการขยายตัวครั้งเดียวแสดงประสิทธิภาพเช่นเดียวกับเครื่องจักรแบบผสมที่มีการกระจายไอน้ำแบบทั่วไป นอกจากนี้ยังสามารถทำงานได้มากขึ้น เรฟสูงดังนั้น ก่อนการกำเนิดของกังหันไอน้ำ กังหันไอน้ำจึงมักใช้เพื่อขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ต้องการความเร็วรอบสูง
เครื่องยนต์ไอน้ำแบบครั้งเดียวทำงานได้ทั้งแบบเดี่ยวและแบบคู่
กังหันไอน้ำ
กังหันไอน้ำคือชุดของจานหมุนซึ่งจับจ้องอยู่ที่แกนเดียว เรียกว่าโรเตอร์เทอร์ไบน์ และชุดของดิสก์แบบตายตัวสลับกับจานหมุนซึ่งจับจ้องอยู่ที่ฐาน เรียกว่าสเตเตอร์ ดิสก์โรเตอร์มีใบมีดอยู่ด้านนอก ไอน้ำจะถูกส่งไปยังใบมีดเหล่านี้และหมุนดิสก์ แผ่นสเตเตอร์มีใบมีดที่คล้ายกันตั้งไว้ที่มุมตรงข้าม ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนเส้นทางการไหลของไอน้ำไปยังดิสก์โรเตอร์ต่อไปนี้ แผ่นโรเตอร์แต่ละแผ่นและแผ่นสเตเตอร์ที่เกี่ยวข้องกันเรียกว่าสเตจเทอร์ไบน์ จำนวนและขนาดของขั้นตอนของกังหันแต่ละอันจะถูกเลือกในลักษณะที่จะเพิ่มพลังงานที่มีประโยชน์ของไอน้ำด้วยความเร็วและแรงดันที่จ่ายให้กับมัน ไอน้ำเสียที่ออกจากเทอร์ไบน์เข้าสู่คอนเดนเซอร์ กังหันหมุนด้วยความเร็วสูงมาก ดังนั้นการส่งสัญญาณแบบสเต็ปดาวน์แบบพิเศษจึงมักใช้เมื่อถ่ายโอนกำลังไปยังอุปกรณ์อื่นๆ นอกจากนี้ กังหันไม่สามารถเปลี่ยนทิศทางการหมุนได้ และมักต้องการกลไกการย้อนกลับเพิ่มเติม (บางครั้งใช้ขั้นตอนการหมุนย้อนกลับเพิ่มเติม)
กังหันแปลงพลังงานไอน้ำเป็นการหมุนโดยตรง และไม่ต้องการกลไกเพิ่มเติมในการแปลงการเคลื่อนที่แบบลูกสูบเป็นการหมุน นอกจากนี้ เทอร์ไบน์ยังมีขนาดกะทัดรัดกว่าเครื่องลูกสูบและมีแรงคงที่บนเพลาส่งออก เนื่องจากเทอร์ไบน์มีการออกแบบที่เรียบง่ายกว่า จึงมักต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่า
รถจักรไอน้ำประเภทอื่นๆ
แอปพลิเคชัน
Steam Engine สามารถจำแนกได้ตามการใช้งานดังนี้:
เครื่องเครื่องเขียน
ค้อนไอน้ำ
เครื่องจักรไอน้ำในโรงงานน้ำตาลเก่า คิวบา
เครื่องยนต์ไอน้ำแบบอยู่กับที่แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทตามโหมดการใช้งาน:
- เครื่องจักรสำหรับงานแปรผัน เช่น โรงสีกลิ้ง กว้านไอน้ำ และอุปกรณ์ที่คล้ายกันที่ต้องหยุดและเปลี่ยนทิศทางบ่อยๆ
- เครื่องจ่ายไฟที่แทบไม่หยุดและไม่ต้องเปลี่ยนทิศทางการหมุน รวมถึงเครื่องยนต์กำลังในโรงไฟฟ้าอีกด้วย เครื่องยนต์อุตสาหกรรมใช้ในโรงงาน โรงงาน และรางเคเบิลก่อนนำไปใช้อย่างแพร่หลาย แรงฉุดไฟฟ้า. เครื่องยนต์พลังงานต่ำใช้ในแบบจำลองทางทะเลและในอุปกรณ์พิเศษ
เครื่องกว้านไอน้ำนั้นสำคัญไฉน เครื่องยนต์นิ่งแต่ติดตั้งบนโครงรองรับเพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายได้ สามารถยึดด้วยสายเคเบิลเข้ากับสมอและเคลื่อนย้ายไปยังตำแหน่งใหม่ได้เอง
ยานพาหนะขนส่ง
เครื่องยนต์ไอน้ำถูกใช้เพื่อขับเคลื่อน หลากหลายชนิดยานพาหนะ ได้แก่ :
- ยานพาหนะทางบก:
- รถไอน้ำ
- รถแทรกเตอร์ไอน้ำ
- รถขุดไอน้ำและแม้กระทั่ง
- เครื่องบินไอน้ำ.
ในรัสเซีย รถจักรไอน้ำที่ปฏิบัติการครั้งแรกถูกสร้างขึ้นโดย E. A. และ M. E. Cherepanov ที่โรงงาน Nizhny Tagil ในปี 1834 เพื่อขนส่งแร่ เขาพัฒนาความเร็ว 13 ไมล์ต่อชั่วโมงและบรรทุกสินค้าได้มากกว่า 200 ปอนด์ (3.2 ตัน) ความยาวของทางรถไฟสายแรก 850 ม.
ข้อดีของเครื่องยนต์ไอน้ำ
ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องยนต์ไอน้ำคือสามารถใช้แหล่งความร้อนเกือบทุกชนิดเพื่อแปลงเป็น งานเครื่องกล. ซึ่งแตกต่างจากเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งแต่ละประเภทต้องใช้เชื้อเพลิงเฉพาะประเภท ข้อได้เปรียบนี้สังเกตได้ชัดเจนที่สุดเมื่อใช้พลังงานนิวเคลียร์ เนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ไม่สามารถสร้างพลังงานกลได้ แต่ให้ความร้อนเพียงอย่างเดียวซึ่งใช้ในการผลิตไอน้ำที่ขับเคลื่อนเครื่องยนต์ไอน้ำ (โดยปกติ กังหันไอน้ำ). นอกจากนี้ยังมีแหล่งความร้อนอื่นๆ ที่ไม่สามารถใช้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในได้ เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ ทิศทางที่น่าสนใจคือการใช้พลังงานของความแตกต่างของอุณหภูมิของมหาสมุทรโลกที่ระดับความลึกต่างกัน
เครื่องยนต์ประเภทอื่นก็มีคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน การเผาไหม้ภายนอกเช่น เครื่องยนต์สเตอร์ลิง ซึ่งสามารถให้ประสิทธิภาพสูงมาก แต่มีขนาดใหญ่กว่าและหนักกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำสมัยใหม่อย่างเห็นได้ชัด
รถจักรไอน้ำทำงานได้ดีที่ระดับความสูง เนื่องจากประสิทธิภาพไม่ลดลงเนื่องจากความกดอากาศต่ำ รถจักรไอน้ำยังคงใช้อยู่ในภูมิภาคภูเขาของละตินอเมริกาแม้ว่าในพื้นที่ราบจะถูกแทนที่ด้วยมากขึ้น ประเภททันสมัยตู้รถไฟ
ในสวิตเซอร์แลนด์ (Brienz Rothhorn) และออสเตรีย (Schafberg Bahn) ตู้รถไฟไอน้ำแบบใหม่ที่ใช้ไอน้ำแห้งได้พิสูจน์คุณค่าของมันแล้ว รถจักรไอน้ำประเภทนี้ได้รับการพัฒนาจากโมเดลของ Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) โดยมีการปรับปรุงที่ทันสมัยมากมาย เช่น การใช้ แบริ่งลูกกลิ้ง, ฉนวนกันความร้อนที่ทันสมัย , การเผาไหม้เศษส่วนของน้ำมันเบาเป็นเชื้อเพลิง , ท่อไอน้ำที่ได้รับการปรับปรุง ฯลฯ เป็นผลให้หัวรถจักรเหล่านี้มีการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงลดลง 60% และความต้องการการบำรุงรักษาลดลงอย่างมาก คุณสมบัติทางเศรษฐกิจของระเนระนาดดังกล่าวเทียบได้กับดีเซลและตู้รถไฟไฟฟ้าสมัยใหม่
นอกจากนี้ หัวรถจักรไอน้ำยังมีน้ำหนักเบากว่าหัวรถจักรดีเซลและไฟฟ้าอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรถไฟบนภูเขา คุณลักษณะของเครื่องยนต์ไอน้ำคือไม่จำเป็นต้องส่งกำลัง ส่งกำลังโดยตรงไปยังล้อ
ประสิทธิภาพ
เครื่องยนต์ไอน้ำที่ระบายไอน้ำสู่บรรยากาศจะมีประสิทธิภาพในทางปฏิบัติ (รวมหม้อไอน้ำ) 1 ถึง 8% แต่เครื่องยนต์ที่มีคอนเดนเซอร์และการขยายตัวของเส้นทางการไหลสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้มากถึง 25% หรือมากกว่านั้น
