- •История теплоэнергетики
- •Содержание
- •История теплоэнергетики
- •Лекция 1. Тема: Энергия и энергетика
- •Виды энергии и развитие человеческого общества
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 2 Тема: Количественные показатели энергетики
- •Естественные ресурсы
- •Предпосылки развития гидроэнергетики
- •Водяные колеса
- •Гидравлический двигатель
- •Гидроэнергетика и теплоэнергетика
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 3, 4.
- •Тема: Предпосылки возникновения теплоэнергетики
- •Источники тепловой энергии
- •Процесс перехода от гидроэнергетики к теплоэнергетики
- •Начальный период развития теплового двигателя
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 5, 6 Тема: Цикл парового двигателя Папена Этап отделения теплового двигателя от рабочей машины
- •Лекция 7,8. Тема: Появление универсального парового двигателя Революция в промышленности в середине XVIII в. Первые практические действующие универсальные паровые машины
- •Специализация паросиловых установок и дальнейшее развитие паровых машин
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 9. Тема: Паровой котел
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 10. Тема: Возникновение парового транспорта
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 11. Тема: Двигатели внутреннего сгорания
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 12. Тема: Паровая турбина
- •Газовая турбина
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 13,14. Тема: Тепловые машины и их влияние на окружающую среду
- •Развитие первичной энергетики в связи с электрификацией
- •Вопросы для самопроверки Лекция 15. Тема: Развитие котлостроения
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 16. Тема: Развитие паровых турбин
- •Развитие гидравлических турбин
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 17,18. Тема: Развитие тепловых электростанций
- •Развитие гидроэлектростанций
- •Вопросы для самопроверки
- •Темы для рефератов
- •Литература
Лекция 7,8. Тема: Появление универсального парового двигателя Революция в промышленности в середине XVIII в. Первые практические действующие универсальные паровые машины
Революция в промышленности началась в середине XVIII в. в Англии с возникновением и внедрением в промышленное производство технологических машин. Промышленный переворот представлял собой замену ручного, ремесленного и мануфактурного производства, машинным фабрично-заводским.
Рост спроса на машины, строившиеся уже не для каждого конкретного промышленного объекта, а на рынок и ставшие товаром, привел к возникновению машиностроения, новой отрасли промышленного производства. Зарождалось производство средств производства.
Широкое распространение технологических машин сделало совершенно неизбежной вторую фазу промышленного переворота – внедрение в производство универсального двигателя.
Если старые машины (песты, молоты и т.д.), получавшие движение от водяных колес, были тихоходными и обладали неравномерным ходом, то новые, особенно прядильные и ткацкие, требовали вращательного движения с большой скоростью. Таким образом, требования к техническим характеристикам двигателя приобрели новые черты: универсальный двигатель должен отдавать работу в виде однонаправленного, непрерывного и равномерного вращательного движения.
В этих условиях появляются конструкции двигателей, пытающиеся удовлетворить назревшие требования производства. В Англии было выдано свыше десятка патентов на универсальные двигатели самых разнообразных систем и конструкций.
Однако первыми практически действующими универсальными паровыми машинами считаются машины, созданные русским изобретателем Иваном Ивановичем Ползуновым и англичанином Джеймсом Уаттом [2].
В машине Ползунова из котла по трубам пар с давлением, немного превышающим атмосферное, поступал поочередно в два цилиндра с поршнями. Для улучшения уплотнения поршни заливали водой. Посредством тяг с цепями движение поршней передавалось мехам трех медеплавильных печей.
Постройка машины Ползунова была закончена в августе 1765 года. Она имела высоту 11 метров, емкость котла 7м3, высоту цилиндров 2,8 метра, мощность 29 кВт.
Машина Ползунова создавала непрерывное усилие и была первой универсальной машиной, которую можно было применять для приведения в движение любых заводских механизмов.
Уатт начал свою работу в 1763 году почти одновременно с Ползуновым, но с иным подходом к проблеме двигателя и в другой обстановке. Ползунов начинал с общеэнергетической постановки задачи о полной замене зависящих от местных условий гидросиловых установок универсальным тепловым двигателем. Уатт начинал с частной задачи – повышения экономичности двигателя Ньюкомена в связи с порученной ему как механику университета в Глазго (Шотландия) работой по починке модели водоотливной паровой установки.
Окончательное промышленное завершение двигатель Уатта получил в 1784 году. В паровой машине Уатта два цилиндра были заменены одним закрытым. Пар поступал попеременно по обе стороны поршня, толкая его то в одну, то в другую сторону. В такой машине двойного действия отработавший пар конденсировался не в цилиндре, а в отдельном от него сосуде - конденсаторе. Постоянство числа оборотов маховика поддерживалось центробежным регулятором скорости.
Главным недостатком первых паровых машин был низкий, не превышавший 9%, КПД [2].