约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。[2] 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。纽科门的蒸汽机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。在矿井中连接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。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。

瓦特运用科学理论,逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在,于1765年发明了把冷凝过程从汽缸中分离出来的分离式冷凝器。1768年制成了一台单动作蒸汽机(活塞单方向推动做功),于1769年取得了英国的专利[3] 。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大气式蒸汽机的3倍多,最终发明出工业用蒸汽机。

第一个巨大的改善是将汽缸与凝结缸通过一个阀门分开。瓦特的这个改进提高了蒸汽机的效率。下一个改进是将阀门的操作自动化。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。

这些早期的真空蒸汽机的效率有限,但它们比较安全,因为它们的压力比较低,在物质发生损坏的情况下机器向内收缩,而不是向外爆炸。它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制。理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高。但这种蒸汽机比真空蒸汽机危险得多。锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故。安全阀在这里带来了很大的改进,在压力过高的情况下安全阀放气减压。但真正保证安全只有依靠建造、运行和维护的经验和安全规则。

相关查询: 世纪末 采矿业 特别是 发展到 地下水 许多人 致力于
最新查询:武夷槭 Kdevelop 财源滚滚 涅莫夫 超级五福星 滑动变阻器 氧化钙 夺淮入海 升学率 ޾ w+in+赢 温度计 大竹赋 瘦身腰带 HaimDotan 布鲁斯 托马斯·劳伦斯 南斗列车炮 扬州蓝天大厦 微波蛋糕粉 里氏震级 化妆师 御史台 新埃西哈省 洛阳江 浦木宏 起义者 银尔通 不善于 虓眼军督 杯水车薪 Explosion gracefully ͬȮ daphnoides Sunflower ķ ElmarLang Դز 植被分类 香港科技专上书院 Ailuaractos 二流货 宝宝聪胎教仪 奖惩制度 玉钺 ϰ 感业寺 射手榜 紫苋芙蓉蛋汤 全局利益 Shontelle 南江县 改进型 恶口果报 平行六面体 Vocational 水面舰艇 旁遮普邦 ʴ̰ 连续之刃 西北角 金不换 朱庇特族 beginner 睡遍全球 orientale 失神发作 pharyngitis 看医生 冲击性 Bourdonnais 机制纸 立志书院 低收入 敢死队 桑葚蓝莓紫米粥 流芳千古 蒸汽机
友情链接: 知道 电影 百科 好搜 问答 微信 值得买 巨便宜 天天特价 洛阳汽车脚垫 女装 女鞋 母婴 内衣 零食 美妆 汽车 油价 郑州 北京 上海 广州 深圳 杭州 南京 苏州 武汉 天津 重庆 成都 大连 宁波 济南 西安 石家庄 沈阳 南阳 临沂 邯郸 保定 温州 东莞 洛阳 周口 青岛 徐州 赣州 菏泽 泉州 长春 唐山 商丘 南通 盐城 驻马店 佛山 衡阳 沧州 福州 昆明 无锡 南昌 黄冈 遵义
© 2025 haodianxin 百科 豫ICP备14030218号-3 消耗时间:0.085秒 内存2.83MB