Sejarah mesin uap dan aplikasinya

Penemuan mesin uap merupakan titik balik dalam sejarah umat manusia. Di suatu tempat pada pergantian abad XVII-XVIII itu mulai menggantikan tenaga kerja manual, roda air yang tidak efisien dan kincir angin pada mekanisme yang benar-benar baru dan unik - mesin uap. Hal ini berkat mereka menjadi mungkin revolusi teknis dan industri, dan kemajuan seluruh umat manusia.

Tapi siapa yang menemukan mesin uap? Untuk umat manusia itu wajib? Dan ketika itu? Semua pertanyaan-pertanyaan ini dan kami mencoba untuk menemukan jawaban.

Sebelum era kita

Sejarah mesin uap tanggal kembali ke abad pertama SM. Geron Aleksandriysky dijelaskan mekanisme yang mulai bekerja hanya ketika terpengaruh pasangan. Perangkat ini balon, yang tetap nozzle. Dari nozel tangensial keluar uap, sehingga menyebabkan motor berputar. Ini adalah perangkat pertama yang berjalan di uap.

Pencipta mesin uap (atau lebih tepatnya, turbin) - Taqi al-Din (filsuf Arab, insinyur dan astronom). Penemuannya menjadi dikenal secara luas di Mesir pada abad XVI. Mekanisme ini telah diatur sebagai berikut: aliran uap diarahkan langsung pada mekanisme dengan baling-baling, dan ketika asap mengepul - pisau berputar. Hal serupa tahun 1629 dan menawarkan insinyur Italia Dzhovanni Branka. Kerugian utama dari penemuan ini adalah konsumsi terlalu tinggi uap, yang pada gilirannya memerlukan sejumlah besar energi dan itu tidak sesuai. Perkembangan telah ditangguhkan sejak pengetahuan itu ilmiah dan teknologi umat manusia tidak cukup. Selain itu, kebutuhan untuk penemuan tersebut benar-benar absen.

disain

penciptaan mesin uap tidak mungkin sampai abad XVII. Tapi begitu tingkat strip pembangunan manusia melepas, maka ada contoh pertama dan penemuan. Meskipun serius mereka pada waktu itu saya tidak mengambil. Sebagai contoh, tahun 1663 ilmuwan Inggris yang diterbitkan dalam pers merancang penemuannya, yang diatur dalam benteng Raglan. perangkat nya digunakan untuk menaikkan menara air di dinding. Namun, seperti dengan semua baru dan tidak dikenal, proyek ini telah diterima dengan keraguan, dan sponsor untuk pengembangan lebih lanjut tidak.

Sejarah mesin uap dimulai dengan mesin penemuan paroatmosfernoy. Di 1681, ilmuwan dari Perancis Denis Papin menemukan sebuah perangkat yang memompa air dari tambang. Sebagai kekuatan pendorong untuk pertama kalinya digunakan bubuk, dan kemudian digantikan oleh uap. Jadi ada paroatmosfernaya mesin. Sebuah kontribusi yang besar terhadap perbaikan yang dilakukan oleh para ilmuwan dari Inggris Tomas Nyukomen dan Thomas Savery. bantuan yang tak ternilai memiliki juga otodidak penemu Rusia Ivan Polzunov.

Sebuah usaha yang gagal Papen

mesin Paroatmosfernaya, sementara jauh dari sempurna, telah menarik perhatian khusus di bidang pembuatan kapal. D. Papin tabungan terakhir mereka dihabiskan untuk pembelian perahu kecil, yang bergerak di bidang instalasi mesin air-mengangkat paroatmosfernoy produksi sendiri. Mekanisme kerja terletak pada kenyataan bahwa, jatuh dari ketinggian, air mulai memutar roda.

tes penemunya yang dilakukan pada tahun 1707 di Sungai Fulda. Banyak orang berkumpul untuk melihat keajaiban: Ambil perahu sungai tanpa layar dan dayung. Namun, selama pengujian ada kecelakaan: mesin meledak dan menewaskan beberapa orang. Pihak berwenang marah pada penemu disayangkan dan melarang dia dari pekerjaan dan proyek. Kapal itu disita dan dihancurkan, dan Papen dirinya meninggal beberapa tahun kemudian.

error

Kapal uap Papen adalah prinsip berikutnya. Di bagian bawah silinder itu perlu untuk menuangkan sedikit air. Dengan sendirinya terletak roaster silinder yang berfungsi untuk memanaskan cairan. Ketika air mulai mendidih, uap terbentuk, memperluas, mengangkat piston. Dari ruang di atas piston melalui apung katup khusus dilengkapi. Setelah air mulai mendidih dan uap jatuh, itu perlu untuk menghapus anglo, untuk menutup katup untuk mengeluarkan udara, dan dengan cara air dingin untuk mendinginkan dinding silinder. Melalui pasang tindakan tersebut, yang berada di silinder, kental, ia terbentuk di bawah vakum piston dan tekanan atmosfer karena kekuatan piston kembali ke tempat asalnya. Selama gerakan ke bawah dan melakukan pekerjaan yang berguna. Namun, efisiensi mesin uap Papin negatif. mesin kapal sangat tidak ekonomis. Dan yang paling penting, itu terlalu rumit dan nyaman untuk digunakan. Oleh karena itu, penemuan Papen tidak punya masa depan dari awal.

pengikut

Namun, sejarah mesin uap tidak berakhir di sana. Berikutnya, kita memiliki jauh lebih sukses daripada Papen, ternyata ilmuwan Inggris Tomas Nyukomen. Dia telah lama mempelajari karya-karya pendahulu mereka, berfokus pada kelemahan. Dan ia mengambil yang terbaik dari karya-karya mereka, dibuat dalam 1712 stafnya. Mesin uap baru (foto ditampilkan) dibangun sebagai berikut: digunakan silinder dalam posisi vertikal, dan piston. Ini Newcomen mengambil dari pekerjaan Papen. Namun, pasangan yang terbentuk dalam panci yang berbeda. Sekitar piston itu tetap kulit integral, yang secara signifikan meningkatkan sesak dalam silinder uap. Mesin ini juga memiliki paroatmosfernoy (air dibangkitkan dari tambang dengan cara tekanan atmosfer). Kerugian utama dari penemuan ini telah nya rumit dan tidak ekonomis: mesin "makan" sejumlah besar batu bara. Namun, manfaat yang dibawa secara signifikan lebih besar dari Papin penemuan. Oleh karena itu, digunakan selama hampir lima puluh tahun di gua-gua dan tambang. Itu digunakan untuk memompa air tanah, serta untuk kendaraan pengeringan. Tomas Nyukomen berusaha untuk mengkonversi mobilnya sehingga dapat menggunakannya untuk lalu lintas. Namun, semua upaya gagal.

Ilmuwan berikutnya, menyatakan dirinya menjadi D. Hull dari Inggris. Pada tahun 1736 ia memperkenalkan dunia untuk penemuan: mesin paroatmosfernuyu, yang sebagai mesin yang impeler. perkembangannya telah memiliki lebih sukses daripada Papen. Segera beberapa kapal ini diproduksi. Mereka sebagian besar digunakan untuk mengangkut tongkang, kapal dan kapal lainnya. Namun, keandalan paroatmosfernoy mesin kekurangan kredibilitas dan kapal dilengkapi dengan layar sebagai penggerak utama.

Meskipun Hull memiliki lebih beruntung daripada Papen, penemuannya secara bertahap kehilangan relevansi, dan mereka ditolak. Masih memiliki mesin paroatmosfernyh waktu ada banyak kekurangan tertentu.

Sejarah mesin uap di Rusia

Terobosan berikutnya datang di Kekaisaran Rusia. Pada 1766, di sebuah pabrik metalurgi di Barnaul mesin uap pertama, yang dipasok ke udara tungku peleburan dibuat menggunakan bellow khusus. Ini menjadi pencipta Ivan Ivanovich Polzunov, yang pengabdiannya bagi negaranya bahkan diberi pangkat perwira. Penemu disajikan atasannya gambar dan rencana "mobil api" mampu powering bellow.

Namun, nasib memainkan lelucon yang kejam dengan Polzunova: tujuh tahun setelah rancangan yang diadopsi, dan mobil ini dirakit, ia jatuh sakit dan meninggal konsumsi - hanya satu minggu sebelum pengujian dimulai mesin. Namun, dokumen itu sudah cukup untuk menghidupkan mesin.

Jadi, 7 Agustus 1766 mesin uap Polzunova diluncurkan dan ditempatkan di bawah beban. Namun, pada bulan November tahun yang sama, dia menangis. Alasan untuk boiler menjadi dinding terlalu tipis, tidak dimaksudkan untuk beban. Selain itu, penemu menulis dalam instruksinya, bahwa ini hanya selama tes dapat digunakan pot. Produksi boiler baru akan mudah lunas, karena efisiensi mesin uap Polzunova positif. Selama 1023 jam kerja dengan bantuan perak dilebur lebih dari 14 pound!

Tapi meskipun ini, tidak ada untuk memperbaiki mekanisme tidak. mesin uap Polzunova mengumpulkan debu selama lebih dari 15 tahun di gudang, sedangkan industri dunia tidak tinggal diam dan dikembangkan. Dan kemudian benar-benar dibongkar untuk bagian. Ternyata, pada saat itu Rusia belum berkembang ke mesin uap.

persyaratan waktu

Sementara itu, kehidupan di tempat tidak berdiri. Dan manusia telah terus-menerus berpikir tentang menciptakan mekanisme untuk tidak tergantung pada sifat berubah-ubah, dan mengambil kendali nasib. Dari layar semua ingin menyerah sesegera mungkin. Oleh karena itu, pembentukan mekanisme permanen untuk uap menggantung di udara. Pada tahun 1753 di Paris, ia dipromosikan kompetisi di antara seniman, ilmuwan dan penemu. Academy of Sciences mengumumkan penghargaan kepada siapa saja yang dapat menciptakan mekanisme yang dapat menggantikan kekuatan angin. Tapi meskipun fakta bahwa berpartisipasi dalam kontes pikiran seperti L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix dan proposal yang masuk akal lainnya tidak dikeluarkan satu.

Tahun-tahun berlalu. Dan revolusi industri berbaring lebih banyak negara. Keutamaan dan kepemimpinan di antara kekuatan-kekuatan lainnya selalu babak belur Inggris. Pada akhir abad kedelapan belas, menjadi pencipta UK industri skala besar, sehingga memenangkan gelar monopoli dunia dalam industri ini. Masalah kekuasaan-didorong setiap hari menjadi lebih dan lebih penting. Dan mesin ini diciptakan.

Mesin uap pertama di dunia

1784 adalah untuk Inggris dan dunia titik balik dalam revolusi industri. Dan orang yang bertanggung jawab untuk ini adalah insinyur Inggris Dzheyms Uatt. Mesin uap, yang didirikannya, menjadi penemuan paling tinggi profil abad ini.

Dzheyms Uatt selama beberapa tahun mempelajari gambar, struktur dan prinsip kerja mesin paroatmosfernyh. Dan atas dasar semua ini, ia menyimpulkan bahwa efisiensi mesin diperlukan untuk menyamakan suhu air dalam silinder dan uap, yang memasuki mekanisme. Kerugian utama paroatmosfernyh mesin adalah kebutuhan konstan untuk air pendingin silinder. Itu tidak nyaman dan bahan habis pakai.

Mesin uap baru dibangun sebaliknya. Dengan demikian, silinder adalah untuk kemeja khusus uap. Jadi Watt dijamin negara panas permanennya. penemu telah menciptakan kapal khusus, dicelupkan ke dalam air dingin (kondensor). Hal ini bergabung tabung silinder. Ketika uap sedang diikuti dalam silinder melalui pipa, dan jatuh ke kapasitor ada dikonversi kembali ke air. Bekerja pada peningkatan mobilnya, Watt menciptakan kekosongan di kondensor. Dengan demikian, semua uap, melewati dari silinder, kental di dalamnya. Berkat inovasi ini sangat meningkatkan ekspansi uap, yang pada gilirannya memungkinkan Anda untuk mengekstrak jumlah yang sama uap lebih banyak energi. Itu keberhasilan mahkota.

Dibuat oleh mesin uap juga berubah dan prinsip pasokan udara. Sekarang uap pertama memasuki bawah piston, sehingga mengangkatnya, dan kemudian akan di atas piston, menurunkan. Dengan demikian kedua stroke pada baja bekerja mekanisme yang bahkan tidak sebelumnya pernah mungkin. Sebuah konsumsi batubara satu-tenaga kuda empat kali kurang dari, masing-masing, di mesin paroatmosfernyh, dan kemudian dicari Dzheyms Uatt. mesin uap sangat cepat memenangkan Inggris pertama dengan baik, dan kemudian seluruh dunia.

"Charlotte Dundas"

Setelah dunia terpana oleh penemuan James Watt, mulai meluasnya penggunaan mesin uap. Jadi, pada tahun 1802 di Inggris memiliki kapal pertama pasangan - "Charlotte Dundas" perahu penciptanya percaya William Symington. Perahu itu digunakan sebagai penarik kapal tongkang oleh saluran. Peran baling-baling di kapal memainkan roda dayung dipasang di buritan. Perahu adalah pertama kalinya berhasil diuji: dua tongkang besar ditarik 18 mil dalam waktu enam jam. Pada saat yang sama itu sangat mengganggu angin sakal. Tapi ia berhasil.

Namun, itu ditempatkan pada lelucon, karena mereka takut bahwa karena gelombang yang kuat, yang dibuat di bawah roda dayung, bank kanal akan kabur. By the way, "Charlotte," menguji orang menghadiri, dari mana seluruh dunia dianggap sebagai pencipta kapal pertama.

Kapal pertama di dunia

English pembuat kapal Robert Fulton dengan masa mudanya, bermimpi kapal dengan mesin uap. Dan sekarang mimpinya telah menjadi layak. Setelah penemuan mesin uap telah menjadi dorongan baru untuk pembuatan kapal. Bersama-sama dengan Rasulullah Amerika R. Livingston, yang mengambil alih sisi keuangan dari masalah ini, Fulton mengambil draft kapal dengan mesin uap. Itu penemuan rumit didasarkan pada gagasan propulsi dayung. Menurut sisi kapal yang ditarik sejumlah dayung, simulasi berbagai menyenangkan. Dalam hal ini, dayung dan kemudian mengganggu satu sama lain dan pecah. Hari ini, orang dapat dengan mudah mengatakan bahwa efek yang sama dapat dicapai jika semua tiga atau empat dayung. Tapi dari perspektif ilmu pengetahuan dan teknologi pada saat itu tidak mungkin untuk melihat. Oleh karena itu, pembuat kapal memiliki jauh lebih rumit.

Pada tahun 1803, penemuan Fulton telah disajikan di seluruh dunia. kapal itu perlahan dan merata di Seine, pikiran menakjubkan dan imajinasi banyak ilmuwan dan tokoh-tokoh dari Paris. Namun, pemerintah Napoleon menolak proyek, dan pembuat kapal kesal dipaksa untuk mencari peruntungan di Amerika.

Dan di Agustus 1807 kapal pertama di dunia bernama "Claremont" di mana mesin uap yang paling kuat terlibat (foto ditampilkan), melanjutkan Teluk Hudson. Banyak orang tidak percaya pada keberhasilan.

Pada penerbangan pertama, "Claremont" pergi tanpa kargo dan tidak ada penumpang. Tidak ada yang ingin pergi pada perjalanan di atas kapal api-bernapas. Tapi dalam perjalanan kembali, ada penumpang pertama - seorang petani lokal, yang dibayar enam dolar untuk tiket. Ia menjadi yang pertama dalam sejarah perusahaan pelayaran penumpang. Fulton begitu banyak pindah yang pemberani memberikan perjalanan gratis seumur hidup pada semua penemuan-penemuan mereka.