蒸汽机原理与制作方法_蒸汽机原理
2023-03-24 01:42:53来源：互联网
1、蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。
(资料图片)
2、蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。
3、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。
4、 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。
5、 简单蒸汽机主要由汽缸、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。
6、从锅炉来的新蒸汽，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。
7、 蒸汽机的发展首先体现在功率和效率的提高，而这又主要取决于蒸汽参数的提高。
8、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。
9、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℃。
10、 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。
11、 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。
12、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。
13、 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。
14、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℃。
15、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。
16、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。
17、 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。
18、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。
19、瓦特蒸汽机，简单说，就是气缸和换向阀伐，蒸汽推动活塞在气缸之内做反复运动，通过连杆带动飞轮旋转，将往复运动变为圆周运动，而飞轮反过来又带动换向阀，改变活塞两次的进气与排气关系，实现机械自动换向，来维持机器连续运行。
20、但是此种蒸汽机由于效率低下已经基本淘汰，现在一般采用的是蒸汽涡轮技术，也就是用高压蒸汽直接冲击涡轮来实现旋转，就和风车的原理一样，然而这种蒸汽机，技术复杂，而且只适合高压蒸汽，一般为火电站或核电站使用。
21、而2010年又出现了新的蒸汽机，也就是旋转活塞蒸汽机，这种蒸汽机是受旋转活塞内燃机的启发，在一个近似于8字气缸内，加一个三角形活塞。
22、用蒸汽而不是燃气推动活塞旋转做工，既可以利用低压蒸汽，又无往复式结构，结构简单效率高。
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