Ατμομηχανή ατμού: η συσκευή και η αρχή της λειτουργίας

Ατμομηχανές ατμού, η διάταξη των οποίων στο φόντο άλλωνΗ σημερινή τεχνολογία είναι πρωτόγονος, εξακολουθεί να εφαρμόζεται σε ορισμένες χώρες. Είναι αυτόνομες μηχανές που χρησιμοποιούν ατμομηχανή ως κινητήρα. Οι πρώτες τέτοιες μηχανές εμφανίστηκαν τον 19ο αιώνα και διαδραμάτισαν καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση της οικονομίας πολλών χωρών.

Η συσκευή της ατμομηχανής βελτιώθηκε συνεχώς, με αποτέλεσμα να εμφανιστούν νέα σχέδια που ήταν πολύ διαφορετικά από τα κλασικά. Έτσι υπήρχαν μοντέλα με γρανάζια, στροβίλους, χωρίς προσφορά.

Σήμερα μπορεί να εξεταστεί η συσκευή μιας ατμομηχανήςκαθυστερημένη, δεδομένου ότι ακόμη και στα μέσα του 20ου αιώνα δημιουργήθηκαν ντίζελ και ηλεκτρικές μηχανές - πιο οικονομικές ατμομηχανές. Παρόλο που, όπως ήδη αναφέρθηκε, ακόμα και τώρα οι μηχανές συνεχίζουν να λειτουργούν.

Αρχή λειτουργίας και διευθέτησης μιας ατμομηχανής

Παρά το γεγονός ότι υπάρχουν διαφορετικές τροποποιήσεις των δομών αυτής της μεταφοράς, έχουν όλα τα τρία κύρια μέρη:

• ατμομηχανή?
• λέβητα;
• το πλήρωμα.

Ο ατμός ατμού παράγει ατμό - ακριβώς αυτόΗ μονάδα είναι η κύρια πηγή ενέργειας και ο ατμός είναι το κύριο σώμα εργασίας. Σε ατμομηχανή, μετατρέπεται σε παλινδρομική μηχανική κίνηση του εμβόλου, η οποία με τη σειρά του μετασχηματίζεται με μηχανισμό στροφάλου σε περιστροφικό μηχανισμό. Εξαιτίας αυτού, οι τροχοί της μηχανής περιστρέφονται. Επίσης, ο ατμός κινεί την αντλία ατμού-αέρα, τη γεννήτρια ατμοστρόβιλων και χρησιμοποιείται στη σφυρίχτρα.

Το πλήρωμα του αυτοκινήτου αποτελείται από ένα πλαίσιο και ένα πλαίσιο καιείναι μια κινητή βάση. Αυτά τα τρία στοιχεία είναι βασικά στη διάταξη της ατμομηχανής. Επίσης, το αυτοκίνητο μπορεί να συνορεύει με ένα αυτοκίνητο προσφοράς, το οποίο χρησιμεύει ως αποθήκη άνθρακα (καυσίμων) και νερού.

Ατμολέβητας

Κατά την εξέταση της συσκευής και της αρχής της λειτουργίαςΗ μηχανή πρέπει να ξεκινήσει από τον λέβητα, αφού είναι η κύρια πηγή ενέργειας και το κύριο συστατικό του μηχανήματος. Υπάρχουν ορισμένες απαιτήσεις για αυτό το στοιχείο: αξιοπιστία και ασφάλεια. Η τάση ατμών στο εργοστάσιο μπορεί να φτάσει 20 ατμόσφαιρες ή και περισσότερο, γεγονός που το καθιστά πρακτικά εκρηκτικό. Η παραβίαση της λειτουργίας οποιουδήποτε στοιχείου του συστήματος μπορεί να οδηγήσει σε έκρηξη που θα στερήσει τη μηχανή από την πηγή ενέργειας.

Επίσης, αυτό το στοιχείο θα πρέπει να είναι εύκολο στη διαχείριση, την επισκευή, τη συντήρηση, την ευελιξία, δηλαδή τη δυνατότητα εργασίας με διαφορετικά καύσιμα (περισσότερο ή λιγότερο ισχυρά).

Πυρκαγιά

Το κύριο στοιχείο του λέβητα - το φούρνο, όπου καίγονταιΣτερεό καύσιμο, το οποίο τροφοδοτείται από τροφοδότη άνθρακα. Αν το μηχάνημα λειτουργεί με υγρό καύσιμο, τότε τροφοδοτείται με εγχυτήρες. Τα αέρια υψηλής θερμοκρασίας που εκπέμπονται από την καύση μεταφέρουν θερμότητα μέσα από τα τοιχώματα του πυροσβεστικού δοχείου στο νερό. Ακολούθως, τα αέρια, που έχουν δώσει το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας στην εξάτμιση του νερού και τη θέρμανση κορεσμένου ατμού, εκκενώνονται στην ατμόσφαιρα μέσω μιας καμινάδας και μιας συσκευής σβέσης.

Ο ατμός που παράγεται στο λέβητα συσσωρεύεταικάλυμμα κάμερας θόλου (στο πάνω μέρος). Όταν η τάση ατμών υπερβαίνει τα 105 Pa, μια ειδική βαλβίδα ασφαλείας την απελευθερώνει, αποδεσμεύοντας την περίσσεια στην ατμόσφαιρα.

Ο θερμός ατμός υπό πίεση τροφοδοτείται μέσω των σωλήνων στοοι κύλινδροι της ατμομηχανής, όπου ασκεί πίεση στο έμβολο και τη σύνδεση μηχανισμό ράβδου-στροφάλου, που οδηγεί στην περιστροφή του άξονα μετάδοσης κίνησης. Ο ατμός καυσαέρια εισέρχονται στη καμινάδα, ο καπνός δημιουργώντας ένα κενό στο κουτί, το οποίο αυξάνει τη ροή του αέρα μέσα στον κλίβανο λέβητα.

Το σχέδιο εργασίας

Δηλαδή, αν περιγράψουμε την αρχή της εργασίας με γενικευμένο τρόπο, όλα φαίνονται εξαιρετικά απλά. Όπως φαίνεται το διάγραμμα της συσκευής μιας ατμομηχανής, είναι δυνατόν να δείτε και σε μια φωτογραφία που τοποθετείται στο άρθρο.

Ο λέβητας ατμού καίει καύσιμο, το οποίοθερμαίνει το νερό. Το νερό μετατρέπεται σε ατμό και, καθώς θερμαίνεται, η τάση ατμών στο σύστημα αυξάνεται. Όταν φτάσει σε υψηλή τιμή, τροφοδοτείται στον κύλινδρο όπου βρίσκονται τα έμβολα.

Λόγω της πίεσης στα έμβολα,περιστροφή του άξονα και οι τροχοί τίθενται σε κίνηση. Ο υπερβολικός ατμός απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα μέσω ειδικής βαλβίδας ασφαλείας. Παρεμπιπτόντως, ο ρόλος του τελευταίου είναι εξαιρετικά σημαντικός, διότι χωρίς αυτό ο λέβητας θα διαρραγεί από μέσα. Αυτό μοιάζει με το λέβητα λέβητα.

Οφέλη

Όπως και άλλοι τύποι μηχανών έλξης, οι μηχανές έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Τα πλεονεκτήματα είναι τα εξής:

1. Απλότητα σχεδιασμού. Λόγω της απλής διαρρύθμισης του ατμομηχανή της ατμομηχανής και του λέβητα, δεν ήταν δύσκολο να καθιερωθεί η παραγωγή σε μηχανολογικές και μεταλλουργικές εγκαταστάσεις.
2. Αξιοπιστία στην εργασία. Αυτή η απλότητα σχεδιασμού εξασφαλίζει υψηλή αξιοπιστία ολόκληρου του συστήματος. Δεν υπάρχει σχεδόν τίποτα να σπάσει, εξαιτίας των οποίων οι μηχανές εργάζονται για 100 ή περισσότερα χρόνια.
3. Ισχυρή ώθηση κατά την εκκίνηση.
4. Η δυνατότητα χρήσης διαφορετικών τύπων καυσίμων.

Παλαιότερα υπήρχε ένα τέτοιο πράγμα όπως η «παμφάγγος». Εφαρμόστηκε σε μηχανές και καθορίστηκε η δυνατότητα χρήσης ξύλου, τύρφης, άνθρακα, καυσίμου ως καυσίμου για αυτό το μηχάνημα. Μερικές φορές οι μηχανές θερμαίνονται με απόβλητα παραγωγής: διαφορετικά πριονίδια, φλοιό κόκκων, τσιπς, ελαττωματικά σιτηρά, παλιά λιπαντικά.

Φυσικά, οι δυνατότητες έλξης του αυτοκινήτου μειώθηκαν ταυτόχρονα, αλλά σε κάθε περίπτωση επέτρεψε να εξοικονομήσει πολλά χρήματα, επειδή ο κλασικός άνθρακας κοστίζει περισσότερο.

Μειονεκτήματα

Χωρίς ελλείψεις, δεν έγινε:

1. Χαμηλή απόδοση. Ακόμη και στις πιο προηγμένες ατμομηχανές, η απόδοση ήταν 5-9%. Αυτό είναι λογικό, δεδομένης της χαμηλής απόδοσης της ίδιας της ατμομηχανής (περίπου 20%). Ανεπάρκεια της καύσης καυσίμου, μεγάλες απώλειες θερμότητας κατά τη μεταφορά θερμότητας ατμού από τον λέβητα στους κυλίνδρους.
2. Η ανάγκη για τεράστια αποθέματα καυσίμων και νερού. Ιδιαίτερα σημαντικό, το πρόβλημα αυτό έγινε με τη χρήση μηχανών σε ξηρές συνθήκες (σε ερήμους, για παράδειγμα), όπου είναι δύσκολο να ληφθεί νερό. Φυσικά, λίγο αργότερα ήρθαν ατμομηχανές με τη συμπύκνωση του ατμού εξαγωγής, ωστόσο αυτό δεν λύνει το πρόβλημα εντελώς, αλλά απλώς το απλοποίησε.
3. Κίνδυνος πυρκαγιάς, που εξηγείται από την ανοικτή φωτιά καύσης καυσίμου. Αυτό το μειονέκτημα δεν απαντάται σε μη κυκλοφορούντες ατμομηχανές, αλλά η εμβέλειά τους είναι περιορισμένη.
4. Ο καπνός και η αιθάλη εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα. Σοβαρό, αυτό το πρόβλημα γίνεται όταν οι μηχανές κινούνται μέσα στα όρια των οικισμών.
5. Βαρύτατες συνθήκες για την ταξιαρχία, που εξυπηρετεί το αυτοκίνητο.
6. Η πολυπλοκότητα της επισκευής. Αν κάτι πάει εκτός δράσης σε ένα λέβητα ατμού, τότε οι επισκευές διαρκούν πολύ και απαιτούν επενδύσεις.

Παρά τις ελλείψεις, οι ατμομηχανές εκτιμήθηκαν ιδιαίτερα,Δεδομένου ότι η χρήση τους έχει αυξήσει σημαντικά το επίπεδο της βιομηχανίας σε διάφορες χώρες. Φυσικά, σήμερα η χρήση τέτοιων μηχανών δεν είναι σημαντική, λόγω της διαθεσιμότητας πιο σύγχρονων κινητήρων εσωτερικής καύσης και ηλεκτρικών κινητήρων. Παρ 'όλα αυτά, οι ατμομηχανές άρχισαν τη δημιουργία των σιδηροδρομικών μεταφορών.

Συμπερασματικά

Τώρα γνωρίζετε τον κινητήρα μιας ατμομηχανής,τα χαρακτηριστικά, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της εκμετάλλευσης. Με την ευκαιρία, σήμερα στους σιδηρόδρομους των υπανάπτυκτων χωρών (για παράδειγμα, στην Κούβα) αυτές οι μηχανές εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται. Μέχρι το 1996, χρησιμοποιήθηκαν στην Ινδία. Στις ευρωπαϊκές χώρες, τις Ηνωμένες Πολιτείες και τη Ρωσία, αυτός ο τρόπος μεταφοράς υπάρχει μόνο με τη μορφή μνημείων και εκθεμάτων μουσείων.