Презентация на тему: Паровые машины
«Тепловые двигатели» (Паровые машины)
Содержание работы 1. Значение паровых машин 2. Принцип действия 3. Изобретение и развитие 4. Первые промышленные двигатели 5. Паровые машины с возвратно-поступательным движением 6. Парораспределение 7. Паровые турбины 8. Другие типы паровых двигателей 9. Применение 10. Преимущества паровых машин 11. Коэффициент полезного действия 12. Нетрадиционные машины
Значение паровых машин Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях, локомотивах, на паровых судах, тягачах, паровых автомобилях и других транспортных средствах. Позднее паровые машины были вытеснены двигателями внутреннего сгорания, паровыми турбинами, электромоторами и атомными реакторами, КПД которых выше.
Принцип действия Для привода паровой машины необходим паровой котёл. Расширяющийся пар давит на поршень или на лопатки паровой турбины, движение которых передаётся другим механическим частям. Одно из преимуществ двигателей внешнего сгорания в том, что из-за отделения котла от паровой машины они могут использовать практически любой вид топлива — от дров до урана.
Изобретение и развитие Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном из Александрии в первом столетии — это так называемая «баня Герона», или «эолипил». Пар, выходящий по касательной из дюз, закреплённых на шаре, заставлял последний вращаться.
Интересные факты Реальная паровая турбина была изобретена намного позже, в средневековом Египте, арабским философом, астрономом и инженером XVI века Таги-аль-Дином. Подобную машину предложил в 1629 г. итальянский инженер Джованни Бранка Из-за экономических условий только в конце 17-го столетия паровые двигатели были созданы как единичные курьёзы. Первая машина была создана испанским изобретателем Йеронимо Аянсом де Бомонт, изобретения которого повлияли на патент Т.Сейвери Принцип действия и применение паровых машин было описано также в 1655 г. англичанином Эдвардом Сомерсетом
Опыты Дени Папена Одним из опытов французского физика и изобретателя Дени Папена было создание вакуума в закрытом цилиндре. В середине 1670-ых в Париже он в сотрудничестве с голландским физиком Гюйгенсом работал над машиной, которая вытесняла воздух из цилиндра путём взрыва пороха в нём. Видя неполноту вакуума, создаваемого при этом, Папен после приезда в Англию в 1680 г. создал вариант такого же цилиндра, в котором получил более полный вакуум с помощью кипящей воды, которая конденсировалась в цилиндре. Таким образом он смог поднять груз, присоединённый к поршню верёвкой, перекинутой через шкив
Опыты Томаса Ньюкомена Английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель», который был первым паровым двигателем, на который мог быть коммерческий спрос. Это был более усовершенствованный паровой двигатель, в котором Ньюкомен существенно снизил рабочее давление пара. Ньюкомен, возможно, базировался на описании экспериментов Папена, находящихся в Лондонском королевском обществе, к которым он мог иметь доступ через члена общества Роберта Гука, работавшего с Папеном.
Схема паровой машины Т. Ньюкомена
Интересные факты Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. В шахтном насосе коромысло было связано с тягой, которая спускалась в шахту к камере насоса. Клапаны ранних двигателей Ньюкомена открывались и закрывались вручную. Легенда рассказывает, что усовершенствование клапанов было сделано в 1713 году мальчиком Хэмфри Поттером, который должен был открывать и закрывать клапаны; когда это ему надоедало, он связывал рукоятки клапанов верёвками и шёл играть с детьми. К 1715 году уже была создана рычажная система регулирования, приводимая от механизма самого двигателя.
Паровая машина Джеймса Уатта В 1769 году шотландский механик Джеймс Уатт запатентовал первые существенные усовершенствования к вакуумному двигателю Ньюкомена, которые сделали его значительно более эффективным по расходу топлива. Уатт добавил к двигателю Ньюкомена ещё несколько важных деталей: поместил внутрь цилиндра поршень для выталкивания пара и преобразовал возвратно-поступательное движения поршня во вращательное движение приводного колеса.
Паровая машина Джеймса Уатта
Паровые машины с возвратно-поступательным движением. Двигатели с возвратно-поступательным движением используют энергию пара для перемещения поршня в герметичной камере или цилиндре. Ранние паровые машины назывались вначале «огневыми машинами», а также «атмосферными» или «конденсирующими» двигателями Уатта. Они работали на вакуумном принципе и поэтому известны также как «вакуумные двигатели». При работе паровой машины вакуумного типа в начале такта пар низкого давления впускается в рабочую камеру или цилиндр. Впускной клапан после этого закрывается, и пар охлаждается, конденсируясь.
Паровые турбины Паровая турбина – это один из типов паровых машин. Пар или нагретый до высокой температуры газ вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. Паровая турбина состоит из вала, диска, лопаток. Возле лопаток расположены сопла.
Другие типы паровых двигателей. Их классификация 1. Стационарные машины 1.1 Машины с переменным режимом 1.2 Силовые машины 2. Транспортные машины 2.1 Пароход 2.2 Сухопутные транспортные средства 2.3 Паровой самолёт
Преимущества паровых машин 1. Основное преимущество паровых машин – это то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. 2. Они меньше загрязняют окружающую среду 3. Паровые локомотивы неплохо показывают себя на больших высотах, поскольку эффективность их работы не падает в связи с низким атмосферным давлением 4. Кроме того, паровые локомотивы значительно легче, чем дизельные и электрические, что особенно актуально для горных железных дорог. Особенностью паровых двигателей является то, что они не нуждаются в трансмиссии, передавая усилие непосредственно на колёса.
Итоги работы: Мы узнали о значении и принципе действия паровых машин, ознакомились с первыми изобретателями паровых машин, приобрели знания о первых промышленных двигателях. Узнали то, что есть и другие виды паровых машин и, наконец, выявили преимущества паровых машин перед другими.
Источник статьи: http://ppt4web.ru/fizika/parovye-mashiny1.html
Презентация на тему: «История изобретения паровых машин»
История изобретения паровых машин
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
| parovoy_dvigatel.ppt | 1022.5 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Презентация по физике на тему: История изобретения паровых машин. Ученик 11 А Губернаторов Антон
Определение. Паровая машина — тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию нагретого пара в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня или вращательного движения вала. В более широком смысле паровая машина — любой двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.
Изобретение и развитие Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном из Александрии в первом столетии — это так называемая «баня Герона», или «эолипил». Пар, выходящий по касательной из дюз, закреплённых на шаре, заставлял последний вращаться. Реальная паровая турбина была изобретена намного позже, в средневековом Египте, арабским философом, астрономом и инженером XVI века Таги-аль-Дином. Он предложил метод вращения вертела посредством потока пара, направляемого на лопасти, закреплённые по ободу колеса. Подобную машину предложил в 1629 г. итальянский инженер Джованни Бранка для вращения цилиндрического анкерного устройства, которое поочерёдно поднимало и отпускало пару пестов в ступах. Одним из опытов французского физика и изобретателя Дени Папена было создание вакуума в закрытом цилиндре. В середине 1670-ых в Париже он в сотрудничестве с голландским физиком Гюйгенсом работал над машиной, которая вытесняла воздух из цилиндра путём взрыва пороха в нём. Видя неполноту вакуума, создаваемого при этом, Папен после приезда в Англию в 1680 г. создал вариант такого же цилиндра, в котором получил более полный вакуум с помощью кипящей воды, которая конденсировалась в цилиндре.
Первые промышленные двигатели Первым применённым на производстве паровым двигателем была «пожарная установка», сконструированная английским военным инженером Томасом Сейвери в 1698 году. Затем английский кузнец Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель». Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты. В 1769 году шотландский механик Джеймс Уатт (возможно, использовав идеи Гейнсборо) запатентовал первые существенные усовершенствования к вакуумному двигателю Ньюкомена, которые сделали его значительно более эффективным по расходу топлива. Повышение эффективности двигателя Уатта привело к использованию энергии пара в промышленности. Дальнейшим повышением эффективности было применение пара высокого давления (американец Оливер Эванс и англичанин Ричард Тревитик). Р.Тревитик успешно построил промышленные однотактовые двигатели высокого давления, известные как «корнуэльские двигатели». Французский изобретатель Николас-Йозеф Куньо в 1769 году продемонстрировал первое действующее самоходное паровое транспортное средство: «fardier à vapeur» (паровую телегу). В 1788 году пароход, построенный Джоном Фитчем, уже осуществлял регулярное сообщение по реке Делавер между Филадельфией (штат Пенсильвания) и Берлингтоном (штат Нью-Йорк). Схема работы паровой машины Ньюкомена. – Пар показан лиловым цветом, вода — синим. – Открытые клапаны показаны зелёным цветом, закрытые — красным
Применение Паровые машины могут быть классифицированы по их применению следующим образом: Стационарные машины Стационарные паровые машины могут быть разделены на два типа по режиму использования: • Машины с переменным режимом, к которым относятся машины металлопрокатных станов, паровые лебёдки и подобные устройства, которые должны часто останавливаться и менять направление вращения. • Силовые машины, которые редко останавливаются и не должны менять направление вращения. Они включают энергетические двигатели на электростанциях, а также промышленные двигатели, использовавшиеся на заводах, фабриках и на кабельных железных дорогах до широкого распространения электрической тяги. Двигатели малой мощности используются на судовых моделях и в специальных устройствах. Паровой молот Паровая машина на старой сахарной фабрике, Куба
Транспортные машины Паровые машины использовались для привода различных типов транспортных средств, среди них: • Пароход Сухопутные транспортные средства: • Паровой автомобиль • Паровоз • Локомобиль • Паровой трактор • Паровой экскаватор, и даже • Паровой самолёт. В России первый действующий паровоз был построен Е. А. и М. Е. Черепановыми на Нижне-Тагильском заводе в 1834 году для перевозки руды. Он развивал скорость 13 вёрст в час и перевозил более 200 пудов (3,2 тонны) груза. Длина первой железной дороги составляла 850 м.
Преимущества паровых машин Основным преимуществом паровых машин является то, что они могут использовать практически любые источники тепла для преобразования его в механическую работу. Это отличает их от двигателей внутреннего сгорания, каждый тип которых требует использования определённого вида топлива. Подобными свойствами также обладают другие типы двигателей внешнего сгорания, такие как двигатель Стирлинга, которые могут обеспечить весьма высокую эффективность, но имеют существенно большие вес и размеры, чем современные типы паровых двигателей. Паровые локомотивы неплохо показывают себя на больших высотах, поскольку эффективность их работы не падает в связи с низким атмосферным давлением. Паровозы до сих пор используются в горных районах Латинской Америки, несмотря на то, что в равнинной местности они давно были заменены более современными типами локомотивов. В Швейцарии (Brienz Rothhorn) и в Австрии (Schafberg Bahn) новые паровозы, использующие сухой пар, доказали свою эффективность. Этот тип паровоза был разработан на основе моделей Swiss Locomotive and Machine Works (SLM) 1930-х годов, со множеством современных усовершенствований, таких, как использование роликовых подшипников, современная теплоизоляция, сжигание в качестве топлива лёгких нефтяных фракций, улучшенные паропроводы, и т.д. В результате такие паровозы имеют на 60% меньшее потребление топлива и значительно меньшие требования к обслуживанию. Кроме того, паровые локомотивы значительно легче, чем дизельные и электрические, что особенно актуально для горных железных дорог. Особенностью паровых двигателей является то, что они не нуждаются в трансмиссии, передавая усилие непосредственно на колёса.
Коэффициент полезного действия Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя может быть определён как отношение полезной механической работы к затрачиваемому количеству теплоты, содержащейся в топливе. Остальная часть энергии выделяется в окружающую среду в виде тепла. КПД тепловой машины равен: ,
Коэффициент полезного действия , Паровой двигатель, выпускающий пар в атмосферу, будет иметь практический КПД (включая котёл) от 1 до 8 %, однако двигатель с конденсатором и расширением проточной части может улучшить КПД до 25 % и даже более. Тепловая электростанция с пароперегревателем и регенеративным водоподогревом может достичь КПД 30 — 42 %. Парогазовые установки с комбинированным циклом, в которых энергия топлива вначале используется для привода газовой турбины, а затем для паровой турбины, могут достигать коэффициента полезного действия 50 — 60 %. На ТЭЦ эффективность повышается за счёт использования частично отработавшего пара для отопления и производственных нужд. При этом используется до 90 % энергии топлива и только 10 % рассеивается бесполезно в атмосфере.
Источник статьи: http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2013/12/29/prezentatsiya-na-temu-istoriya-izobreteniya
Паровые двигатели и их применение — презентация
Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемАня Дурнева
Похожие презентации
Презентация на тему: » Паровые двигатели и их применение» — Транскрипт:
2 Паровая машина тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу возвратно- поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. тепловой двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу возвратно- поступательного движения поршня, а затем во вращательное движение вала. Интересный факт: Примерно 86 % электроэнергии, производимой в мире, вырабатывается с использованием паровых турбин !
4 Создатель — Герон Александрийский в первом столетии!
5 В 1690 г. был создан новый проект парового двигателя. Уже в 1707 г. он предложил новый, усложненный вариант.
6 В 1698 году, Англичанин Томас Севери, зарегистрировал первый патент на устройство.
7 В 1712 году, мир увидел паровую машину Томаса Ньюкомена.
8 В апреле 1763 года Ползунов предлагает проект своей паровой машины.
9 В 1773 году, Уатт, строит свою первую действующую паровую машину. В 1884 году, Уатт создает первую универсальную паровую машину.
10 1 Поршень 2 Шток поршня 3 Ползун 4 Шатун 5 Коленчатый вал 6 Эксцентрик для привода клапана 7 Маховик 8 Золотник 9 Центробежный регулятор. Схема горизонтальной одноцилиндровой паровой машины высокого давления, двойного действия. Отбор мощности осуществляется приводным ремнём:
11 Паровые машины Стационарные Машины с переменным режимом Силовые машины Транспортные Сухопутные транспортные средства: Паровой автомобиль Паровоз Локомобиль Паровой трактор Паровой экскаватор Пароход Паровой самолет
Источник статьи: http://www.myshared.ru/slide/840842/