पहले स्टीम इंजन का निर्माण। भाप इंजन के आविष्कार का इतिहास। स्टीम इंजन बनाना।

     05/19/2014 को प्रकाशित लेख 05:36 अंतिम 05/19/2014 05:58 को संपादित किया गया

भाप इंजन के विकास के इतिहास पर, इस लेख में पर्याप्त विवरण में वर्णित किया गया है। तुरंत - 1672-1891 के बाद से सबसे प्रसिद्ध समाधान और आविष्कार।

पहला घटनाक्रम।

आइए इस तथ्य से शुरू करते हैं कि सत्रहवीं शताब्दी की शुरुआत में, भाप को ड्राइव करने का एक साधन माना जाता था, इसके साथ सभी प्रकार के प्रयोग किए गए थे, और केवल 1643 में इवेंजेलिस टोर्रिकेली द्वारा खोजे गए वाष्प दबाव का बल प्रभाव था। 47 वर्षों के बाद, क्रिश्चियन ह्यूजेंस ने पहली बिजली मशीन तैयार की, जिसे एक सिलेंडर में बारूद के विस्फोट से सक्रिय किया गया। यह आंतरिक दहन इंजन का पहला प्रोटोटाइप था। मठाधीश ओटफेई की पानी का सेवन मशीन एक समान सिद्धांत पर व्यवस्थित है। जल्द ही, डेनिस पापिन ने विस्फोट के बल को भाप के कम शक्तिशाली बल से बदलने का फैसला किया। 1690 में उन्हें बनाया गया था पहला भाप इंजन, जिसे स्टीम बॉयलर के रूप में भी जाना जाता है।

इसमें एक पिस्टन शामिल था, जिसे उबलते पानी की मदद से सिलेंडर में ऊपर की ओर ले जाया गया था और बाद में ठंडा होने के कारण यह फिर से नीचे आ गया - यह इसी तरह से बल बनाया गया था। पूरी प्रक्रिया निम्नलिखित तरीके से हुई: एक स्टोव सिलेंडर के नीचे रखा गया था, जो एक साथ बॉयलर के रूप में कार्य करता था; जब पिस्टन ऊपरी स्थिति में होता है, तो भट्ठी को ठंडा करने की सुविधा के लिए दूर ले जाया जाता है।

बाद में, दो अंग्रेजों, थॉमस न्यूकोमेन और काउली, एक लोहार और एक अन्य ग्लेज़ियर ने बॉयलर और सिलेंडर को अलग करके और एक ठंडे पानी के टैंक को जोड़कर प्रणाली में सुधार किया। इस प्रणाली को वाल्व या नल के साथ संचालित किया गया था - एक भाप के लिए और एक पानी के लिए, जो बदले में खोला गया और बंद हो गया। तब अंग्रेज बेयटन ने वास्तव में चातुर्य में वाल्व नियंत्रण का पुनर्निर्माण किया।

व्यवहार में भाप इंजन का उपयोग।

Newcomen की कार जल्द ही हर जगह जानी जाने लगी और विशेष रूप से, 1765 में जेम्स वाट द्वारा विकसित दोहरी कार्रवाई की प्रणाली में सुधार किया गया। अब भाप का इंजन  वाहनों में उपयोग के लिए पर्याप्त रूप से पूर्ण साबित हुआ, हालांकि इसके आकार के कारण यह स्थिर प्रतिष्ठानों के लिए बेहतर था। वाट ने उद्योग में अपने आविष्कारों का प्रस्ताव रखा; उन्होंने कपड़ा कारखानों के लिए मशीनों का निर्माण भी किया।

वाहन के रूप में उपयोग किए जाने वाले पहले स्टीम इंजन का आविष्कार फ्रांसीसी निकोलस जोसेफ क्यूनो, एक इंजीनियर और सैन्य शौकिया रणनीतिकार द्वारा किया गया था। 1763 या 1765 में, उन्होंने एक ऐसी कार बनाई जो औसतन 3.5 की औसत गति और 9.5 किमी / घंटा की अधिकतम गति से चार यात्रियों को ले जा सकती थी। पहले प्रयास के बाद दूसरा - बंदूकों के परिवहन के लिए एक कार दिखाई दी। इसका परीक्षण, स्वाभाविक रूप से, सैन्य द्वारा, लेकिन निरंतर संचालन (नई मशीन के संचालन का निरंतर चक्र 15 मिनट से अधिक नहीं था) की असंभवता के कारण, आविष्कारक को अधिकारियों और फाइनेंसरों का समर्थन नहीं मिला। इस बीच, इंग्लैंड में, भाप इंजन में सुधार हुआ। मूर, विलियम मर्डोक और विलियम सिमिंगटन के कई असफल प्रयासों के बाद, वाट मशीन के आधार पर, रिचर्ड ट्रेविसिक का रेल वाहन दिखाई दिया, जिसे वेल्श कोयला खदान द्वारा कमीशन किया गया था। एक सक्रिय आविष्कारक दुनिया के लिए आया था: भूमिगत खदानों से वह जमीन पर चढ़ गया और 1802 में मानव जाति के लिए एक शक्तिशाली यात्री कार पेश की, जो कि जमीन पर 15 किमी / घंटा और वृद्धि पर 6 किमी / घंटा की गति तक पहुंच गई।

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संयुक्त राज्य अमेरिका में फेरी चालित वाहनों का तेजी से उपयोग किया गया: 1790 में नाथन रीड ने फिलाडेल्फिया के निवासियों को अपने साथ आश्चर्यचकित किया स्टीम कार मॉडल। हालांकि, उनके हमवतन ओलिवर इवांस, जिन्होंने चौदह साल बाद एक उभयचर वाहन का आविष्कार किया, और भी प्रसिद्ध हो गया। नेपोलियन के युद्धों के बाद, जिसके दौरान "ऑटोमोबाइल प्रयोग" नहीं किए गए थे, फिर से काम शुरू हुआ स्टीम इंजन का आविष्कार और सुधार। 1821 में, इसे सही और काफी विश्वसनीय माना जा सकता था। तब से, भाप से चलने वाले वाहनों के क्षेत्र में हर कदम आगे बढ़कर निश्चित रूप से भविष्य की कारों के विकास में योगदान दिया है।

1825 में, सर गोल्ड्सवर्थ गार्नी ने लंदन से बाथ तक 171 किमी की दूरी पर पहली यात्री लाइन का आयोजन किया। उसी समय, उन्होंने अपनी पेटेंट गाड़ी का उपयोग किया, जिसमें एक भाप इंजन था। यह हाई-स्पीड रोड क्रू के युग की शुरुआत थी, जो हालांकि, इंग्लैंड में गायब हो गई, लेकिन इटली और फ्रांस में व्यापक हो गई। इस तरह के वाहन 1873 में रेवरेन्स एमेड बेल्ले की उपस्थिति के साथ 4,500 किलोग्राम और मैनसेल - अधिक कॉम्पैक्ट, केवल 2,500 किलोग्राम से अधिक वजन और 35 किमी / घंटा की गति तक पहुंचने के साथ अपने उच्चतम विकास तक पहुंच गए। दोनों प्रदर्शन की तकनीक के कट्टरपंथी थे, जो पहले "वास्तविक" कारों की विशेषता बन गए थे। महान गति के बावजूद भाप इंजन दक्षता  बहुत छोटा था। बोले वह था जिसने पहले अच्छी तरह से काम करने वाली स्टीयरिंग प्रणाली का पेटेंट कराया था, उसने नियंत्रण और नियंत्रण तत्वों को सफलतापूर्वक व्यवस्थित किया जो आज हम डैशबोर्ड पर देखते हैं।

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आंतरिक दहन इंजन बनाने में जबरदस्त प्रगति के बावजूद, भाप की शक्ति अभी भी मशीन के एक और भी अधिक और आसानी से चल रही है और इसलिए, उनके कई समर्थक थे। जैसे बोलेल, जिन्होंने अन्य हल्के वाहनों का निर्माण किया, जैसे कि 1881 में 60 किमी / घंटा की गति के साथ रैफाइड, 1873 में नोवेल, जिसमें स्वतंत्र पहिया निलंबन के साथ एक फ्रंट एक्सल था, लियोन शेवरले ने 1887 और 1907 के बीच कई कारें लॉन्च कीं। एक हल्के और कॉम्पैक्ट स्टीम जनरेटर के साथ, 1889 में उसके द्वारा पेटेंट कराया गया। 1883 में पेरिस में स्थापित डी डायोन-बाउटन ने अपने अस्तित्व के पहले दस वर्षों के लिए भाप इंजन का उत्पादन किया और अपनी कारों के साथ महत्वपूर्ण सफलता हासिल की और 1894 में पेरिस-रेन रेस जीती।

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गैसोलीन के उपयोग में Panhard et Levassor की सफलता, हालांकि, इस तथ्य के कारण थी कि डी डायोन आंतरिक दहन इंजनों में बदल गया था। जब बोलेले भाइयों ने अपने पिता की कंपनी का प्रबंधन करना शुरू किया, तो उन्होंने भी यही किया। तब शेवरले ने इसके उत्पादन को फिर से बनाया। स्टीम इंजन वाली कारें क्षितिज से तेज़ी से और तेज़ी से गायब हो रही थीं, हालांकि उनका उपयोग 1930 से पहले अमेरिका में किया गया था। इसी क्षण, उत्पादन बंद हो गया। भाप इंजन का आविष्कार

स्टीम इंजन का सिद्धांत

Soderzhanie

अमूर्त

1. सैद्धांतिक भाग

1.1 समय श्रृंखला

1.2 स्टीम इंजन

1.2.1 स्टीम बॉयलर

1.2.2 स्टीम टर्बाइन

1.3 स्टीम मशीन

1.3.1 पहला स्टीमर

2. व्यावहारिक हिस्सा

२.१ तंत्र का निर्माण

२.३ प्रश्न करना

निष्कर्ष

आवेदन

भाप का इंजन लाभकारी प्रभाव

अमूर्त

इस वैज्ञानिक कार्य में 32 शीट शामिल हैं। इसमें एक सैद्धांतिक भाग, एक व्यावहारिक भाग, एक आवेदन और निष्कर्ष शामिल हैं। सैद्धांतिक भाग में आप भाप इंजन और तंत्र के संचालन के सिद्धांत, उनके इतिहास और जीवन में उनके आवेदन की भूमिका के बारे में जानेंगे। व्यावहारिक भाग घर पर भाप तंत्र की डिजाइन प्रक्रिया और परीक्षण का विस्तार से वर्णन करता है। यह वैज्ञानिक कार्य ऊर्जा के कार्य और उपयोग का एक ज्वलंत उदाहरण के रूप में कार्य कर सकता है।

परिचय

दुनिया प्रकृति के किसी भी सनक के लिए विनम्र है, जहां मशीनें मांसपेशियों के बल या पानी के पहियों और पवनचक्कियों की शक्ति से संचालित होती हैं - यह भाप इंजन बनाने से पहले तकनीक की दुनिया थी। यहां तक ​​कि प्राचीन समय में, लोगों ने देखा कि एक जहाज से जल वाष्प का एक जेट बच रहा है। आग पर, एक बाधा (उदाहरण के लिए, एक कागज़ की एक शीट) को नापसंद करने में सक्षम है, जो इसके रास्ते में है। इसने एक व्यक्ति को यह सोचने पर मजबूर कर दिया कि वाष्प को काम करने वाले शरीर के रूप में कैसे इस्तेमाल किया जा सकता है। परिणामस्वरूप, कई प्रयोगों के बाद, एक भाप इंजन दिखाई दिया। और धूम्रपान पाइप, भाप इंजन और टर्बाइन, स्टीम लोकोमोटिव और स्टीमबोट्स के साथ पौधों की कल्पना करें - मनुष्य द्वारा बनाई गई स्टीम इंजीनियरिंग का पूरा जटिल और शक्तिशाली संसार। स्टीम इंजन लगभग एकमात्र सार्वभौमिक इंजन था और मानव जाति के विकास में एक बड़ी भूमिका निभाई। वाहनों के आगे के विकास के लिए भाप इंजन प्रेरणा था। एक सौ वर्षों के लिए, यह एकमात्र औद्योगिक इंजन था, जिसकी बहुमुखी प्रतिभा ने इसे उद्यमों, रेलवे और बेड़े में उपयोग करने की अनुमति दी। स्टीम इंजन का आविष्कार एक बड़ा झटका है जो दो युगों के मोड़ पर खड़ा था। और सदियों के माध्यम से, इस आविष्कार का महत्व और भी तेज महसूस होता है।

परिकल्पना:

क्या एक जोड़े के लिए काम करने वाले सबसे सरल तंत्र को अपने हाथों से बनाना संभव है।

उद्देश्य: एक जोड़े को ले जाने में सक्षम तंत्र का निर्माण करना।

अध्ययन का कार्य:

1. वैज्ञानिक साहित्य का अध्ययन करना।

2. डिजाइन और एक सरल तंत्र का निर्माण करें जो एक जोड़े के लिए काम करता है।

3. भविष्य में दक्षता बढ़ाने की संभावना पर विचार करें।

यह वैज्ञानिक कार्य हाई स्कूल के लिए और इस विषय में रुचि रखने वालों के लिए भौतिक विज्ञान के पाठ में एक मैनुअल के रूप में काम करेगा।

1. टी ईओ आर ई टिक का हिस्सा

स्टीम इंजन एक थर्मल पिस्टन इंजन होता है जिसमें स्टीम बॉयलर से आने वाले जल वाष्प की संभावित ऊर्जा को पिस्टन या शाफ्ट की घूर्णी गति के द्वारा यांत्रिक कार्य में बदल दिया जाता है।

पानी और थर्मल तेलों के साथ एक गर्म तरल या गैसीय काम करने वाले तरल पदार्थ के साथ थर्मल सिस्टम में भाप एक सामान्य शीतलक है। जल वाष्प के कई फायदे हैं, जिनमें से सादगी और उपयोग का लचीलापन, कम विषाक्तता, प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा लाने की संभावना है। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार की प्रणालियों में किया जा सकता है, जिसमें विभिन्न प्रकार के उपकरणों के साथ शीतलक का सीधा संपर्क होता है, जो प्रभावी रूप से ऊर्जा लागत को कम करने, उत्सर्जन को कम करने, त्वरित भुगतान में मदद करता है।

ऊर्जा के संरक्षण का नियम आनुभविक रूप से स्थापित प्रकृति का एक मौलिक नियम है और एक पृथक (बंद) भौतिक प्रणाली की ऊर्जा समय के साथ संरक्षित होती है। दूसरे शब्दों में, ऊर्जा कुछ भी नहीं से उत्पन्न नहीं हो सकती है और कहीं भी गायब नहीं हो सकती है, यह केवल एक रूप से दूसरे में जा सकती है। मूल दृष्टिकोण से, नॉथेर प्रमेय के अनुसार, ऊर्जा के संरक्षण का नियम समय की समरूपता का एक परिणाम है और इस अर्थ में सार्वभौमिक है, अर्थात्, बहुत अलग भौतिक प्रकृति की प्रणालियों में निहित है।

1.1 समय श्रृंखला

4000 वर्ष ई.पू. ई। - आदमी ने पहिये का आविष्कार किया।

3000 साल ई.पू. ई। - प्राचीन रोम में पहली सड़कें दिखाई दीं।

2000 वर्ष ई.पू. ई। - पहिया हमारे लिए अधिक परिचित हो गया है। उनके पास एक हब था, एक रिम और उन्हें जोड़ने वाला प्रवक्ता।

1700 ई.पू. ई। - पहले लकड़ी की सलाखों से पक्की सड़कें थीं।

312 ई.पू. ई। - प्राचीन रोम में, एक पत्थर की सतह के साथ पहली सड़क का निर्माण किया। चिनाई की मोटाई एक मीटर तक पहुंच गई।

1405 - पहली वसंत घोड़े की खींची हुई गाड़ियाँ दिखाई दीं।

1510 - घोड़े द्वारा तैयार की गई गाड़ी ने दीवारों और एक छत के साथ एक शरीर खरीदा। यात्रा के दौरान यात्री मौसम से खुद को बचाने में सक्षम थे।

1526 - जर्मन वैज्ञानिक और कलाकार अल्ब्रेक्ट ड्यूरर ने लोगों की मांसपेशियों की ताकत से प्रेरित एक "हॉर्सलेस कैरिज" की एक दिलचस्प परियोजना विकसित की। चालक दल के पक्ष में चलने वाले लोगों ने विशेष हैंडल घुमाया। इस घुमाव को कृमि गियर द्वारा चालक दल के पहियों तक पहुँचाया गया था। दुर्भाग्य से, वैगन नहीं बनाया गया था।

1600 - साइमन स्ट्विन ने पहियों पर एक नौका का निर्माण किया, जो हवा के बल पर चलती थी। वह पहली डिज़ाइन वाली हॉर्सलेस गाड़ियां बनीं।

1610 - गाड़ियों में दो महत्वपूर्ण सुधार हुए हैं। सबसे पहले, अविश्वसनीय और बहुत नरम पट्टियाँ, यात्रा के दौरान यात्रियों को हिलाते हुए, स्टील स्प्रिंग्स के साथ बदल दी गईं। दूसरे, घोड़े के हार्नेस में सुधार किया गया था। अब घोड़े ने गाड़ी को अपनी गर्दन से नहीं, बल्कि अपने स्तन से खींचा।

1649 - वसंत की ड्राइविंग शक्ति के रूप में उपयोग पर पहला परीक्षण पारित किया, पहले आदमी द्वारा मुड़। स्प्रिंग-चालित गाड़ी को नूर्नबर्ग में जोहान हौच ने बनाया था। हालांकि, इतिहासकारों को इस जानकारी पर संदेह है, क्योंकि एक संस्करण है कि गाड़ी के अंदर एक बड़े वसंत के बजाय एक आदमी था जो तंत्र को गति में सेट करता था।

1680 - बड़े शहरों में घुड़सवार सार्वजनिक परिवहन के पहले नमूने दिखाई दिए।

1690 - नूरेमबर्ग के स्टीफ़न फ़र्फ़लर ने हाथ से घुमाते हुए दो हैंडल से चलती हुई तीन पहियों वाली गाड़ी बनाई। इस ड्राइव के लिए धन्यवाद, गाड़ी डिजाइनर पैरों की सहायता के बिना एक स्थान से दूसरे स्थान पर जा सकता है।

1698 - अंग्रेज थॉमस सेवेरी ने पहला स्टीम बॉयलर बनाया।

1741 - रूसी स्व-सिखाया मैकेनिक लिओन्टी लुक्नोविच शमशुरेनकोव ने "स्व-धावक गाड़ी" के वर्णन के साथ निज़नी नोवगोरोड प्रांतीय कार्यालय "डोनोसेनी" को भेजा।

1769 - फ्रांसीसी आविष्कारक कुआनो ने दुनिया की पहली भाप कार का निर्माण किया।

1784 - जेम्स वाट ने पहला भाप इंजन बनाया।

1791 - इवान कुलिबिन ने तीन पहियों वाली स्व-चालित गाड़ी तैयार की जो दो यात्रियों को पकड़ सकती थी। पैडल तंत्र का उपयोग करके ड्राइव को चलाया गया था।

1794 - क्युनो स्टीम इंजन को एक नियमित यांत्रिक आश्चर्य के रूप में "मशीनों, उपकरणों, मॉडलों, चित्र और सभी प्रकार की कलाओं और शिल्पों के विवरण" में रखा गया था।

1800 - एक राय है कि यह वर्ष था जब रूस में दुनिया में पहली साइकिल बनाई गई थी। इसके लेखक एक सेफ़ एफ़िम अर्टामोनोव थे।

1808 - पेरिस की सड़कों पर पहली फ्रांसीसी साइकिल दिखाई दी। यह लकड़ी का बना था और इसमें दो पहियों को जोड़ने वाला एक क्रॉसबार शामिल था। आधुनिक साइकिल के विपरीत, इसमें स्टीयरिंग व्हील और पैडल नहीं थे।

1810 - अमेरिका और यूरोप के देशों में गाड़ी उद्योग शुरू हुआ। बड़े शहरों में, पूरी सड़कें और यहां तक ​​कि कैरिजमेकर्स द्वारा आबाद क्वार्टर दिखाई दिए।

1816 - जर्मन आविष्कारक कार्ल फ्रेडरिक ड्रेइस ने एक ऐसी कार का निर्माण किया जो एक आधुनिक साइकिल के समान थी। बमुश्किल शहर की सड़कों पर दिखाई दे रही है, उसे एक "रनिंग मशीन" का नाम मिला, क्योंकि उसके मालिक ने अपने पैरों से धक्का दिया, वह वास्तव में जमीन पर दौड़ता था।

1834 - एम। हैकेट द्वारा डिजाइन किए गए एक नौकायन चालक दल के पेरिस परीक्षणों में। इस दल की ऊंचाई 12 मीटर थी।

1868 - यह माना जाता है कि इस साल फ्रेंचमैन एर्न मिकॉड ने एक आधुनिक मोटरसाइकिल का प्रोटोटाइप बनाया था।

1871 - फ्रांसीसी आविष्कारक लुई पेरोट ने एक साइकिल के लिए एक भाप इंजन विकसित किया।

1874। - रूस में स्टीम व्हील ट्रैक्टर बनाया गया। अंग्रेजी कार "एवलिन पोर्टर" को एक प्रोटोटाइप के रूप में इस्तेमाल किया गया था।

1875। - पेरिस में, पहले स्टीम इंजन अमेडस बडली का प्रदर्शन था।

1884 - अमेरिकी लुई कोपलैंड ने एक मोटरसाइकिल का निर्माण किया, जिस पर फ्रंट व्हील के ऊपर स्टीम इंजन लगाया गया था। यह डिजाइन 18 किमी / घंटा तक तेज हो सकता है।

1901। - मॉस्को ड्यूक्स साइकिल फैक्ट्री का एक यात्री पैरोमोबिल रूस में बनाया गया था।

1902। - अपनी एक स्टीम कार पर लियोन सेरपोल ने एक विश्व गति रिकॉर्ड बनाया - 120 किमी / घंटा।

एक साल बाद, उन्होंने एक और रिकॉर्ड बनाया - 144 किमी / घंटा।

1905 - स्टीम कार पर अमेरिकी एफ। मैरियट 200 किमी की गति से अधिक था

1.2 भाप इंजन

भाप से चलने वाला इंजन। गर्म पानी द्वारा उत्पादित भाप का उपयोग आंदोलन के लिए किया जाता है। कुछ इंजनों में, भाप का बल सिलेंडर में स्थित पिस्टन को स्थानांतरित करने का कारण बनता है। यह एक पारस्परिक गति बनाता है। एक जुड़ा तंत्र आमतौर पर इसे घूर्णी गति में परिवर्तित करता है। लोकोमोटिव (लोकोमोटिव) में पिस्टन इंजन का उपयोग किया जाता है। भाप टरबाइन का उपयोग इंजन के रूप में भी किया जाता है, जो ब्लेड के साथ कई पहियों को घुमाते हुए, प्रत्यक्ष घूर्णी गति प्रदान करता है। भाप टर्बाइन बिजली संयंत्रों और जहाजों के प्रणोदकों के पावर जनरेटर्स। किसी भी भाप इंजन में भाप बॉयलर (बॉयलर) में पानी गर्म करने से उत्पन्न ऊष्मा गति की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। गर्मी की आपूर्ति भट्ठी में या परमाणु रिएक्टर से ईंधन के दहन से की जा सकती है। स्टीम इंजन के इतिहास में बहुत पहले एक प्रकार का पंप था, जिसके साथ खदान में पानी भर गया था। उन्होंने 1689 में थॉमस सेव्ही द्वारा इसका आविष्कार किया था। इस मशीन में, डिजाइन में काफी सरल, भाप संघनित, पानी की एक छोटी मात्रा में बदल जाती है, और इसके कारण, एक आंशिक वैक्यूम बनाया गया था, जिसके लिए शाफ्ट से पानी चूसा गया था। 1712 में, थॉमस न्यूकमेन ने भाप से चलने वाले पिस्टन पंप का आविष्कार किया। 1760 के दशक में। जेम्स वाट ने न्यूकमेन डिजाइन में सुधार किया और अधिक कुशल भाप इंजन बनाए। जल्द ही वे कारखानों में मशीन टूल्स को चलाने के लिए इस्तेमाल किया जाने लगा। 1884 में, अंग्रेज इंजीनियर चार्ल्स पार्सोन (1854-1931) ने पहली व्यावहारिक भाप टरबाइन का आविष्कार किया। इसके डिजाइन इतने प्रभावी थे कि उन्होंने जल्द ही बिजली संयंत्रों में कार्रवाई के भाप इंजनों को बदलना शुरू कर दिया। भाप इंजन के क्षेत्र में सबसे आश्चर्यजनक उपलब्धि सूक्ष्म आयामों के पूरी तरह से बंद, काम कर रहे भाप इंजन का निर्माण था। जापानी वैज्ञानिकों ने इसे उन तरीकों का उपयोग करके बनाया है जो एकीकृत सर्किट बनाते हैं। विद्युत ताप तत्व से गुजरने वाला एक छोटा सा प्रवाह पानी की एक बूंद को भाप में बदल देता है, जो पिस्टन को स्थानांतरित करता है। अब वैज्ञानिकों को यह पता लगाना है कि यह उपकरण किन क्षेत्रों में व्यावहारिक अनुप्रयोग पा सकता है।

भाप इंजन, जैसे कि पहले इंजनों में उपयोग किया जाता था, पानी गर्म होने पर उत्पादित भाप पर काम करता है। अंजीर। (1.) एक कोयला या लकड़ी का स्टोव दिखाता है (1) पानी से भरे बॉयलर (2) को गर्म करता है, जिससे भाप बनती है। भाप उगता है और सक्शन कटोरे (3) के माध्यम से सिलेंडर (4) में पाइप के माध्यम से धकेल दिया जाता है, जहां यह पिस्टन (5) के एक रिवर्स आंदोलन का कारण बनता है। पिस्टन-कनेक्टेड लीवर (6) एक स्पूल वाल्व (7) है, जो पहले आउटलेट (8) को बंद करते हुए एक जोड़ी को सिलेंडर में प्रवेश करने की अनुमति देता है (जैसा कि दिखाया गया है)। यह दबाव बनाता है जो पिस्टन को आगे बढ़ाता है और स्पूल वाल्व को ऐसी स्थिति में ले जाता है जहां आउटलेट पोर्ट खुलता है और भाप निकलती है। पहियों की गति पिस्टन को पीछे की ओर ले जाती है, और सब कुछ फिर से शुरू होता है।

1.2.1 स्टीम बॉयलर

पहला स्टीम बॉयलर 1698 में अंग्रेज थॉमस सेवेरी द्वारा बनाया गया था। यह एक लोहे की टंकी थी जिसके नीचे फायरबॉक्स में आग लगाई गई थी। कुछ समय बाद, एक टैंक के बजाय, उन्होंने लगभग 1.5 मीटर के व्यास के साथ एक लंबे (10 मीटर तक) सिलेंडर का उपयोग करना शुरू कर दिया। यह चिनाई से घिरा हुआ था, और इसके नीचे आग लग गई थी। ऐसे बॉयलरों से गर्म गैसों द्वारा धोया गया सतह बहुत छोटा था। इसलिए, उन्होंने बहुत कम भाप का उत्पादन किया, और इस तथ्य के कारण कि गर्म गैसें ज्यादातर पाइप में चली गईं, ऐसे बॉयलर की दक्षता बहुत कम थी। अधिकांश ईंधन कुछ नहीं के लिए जला दिया। 18 वीं शताब्दी की शुरुआत में। स्टीम बॉयलर का डिज़ाइन बदल दिया गया था। गर्म गैसों ने पाइप करना शुरू कर दिया, पानी से सभी तरफ से घिरा हुआ था। इस तरह के बॉयलर को "गैस पाइप" कहा जाता था और लोकोमोटिव और स्टीमबोट में व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने लगा। XIX सदी के अंत में। प्रत्यक्ष प्रवाह बॉयलरों का आविष्कार किया गया था। पाइप के माध्यम से स्थानांतरित होने पर उनमें पानी भाप में बदल गया: एक तरफ पाइप में पानी बहता है, और दूसरी तरफ, भाप निकलती है।

1.2.2 स्टीम टर्बाइन

स्टीम टरबाइन एक धुरी पर स्थिर घूर्णन डिस्क की एक श्रृंखला है, जिसे टरबाइन रोटर कहा जाता है, और स्थिर डिस्क की एक श्रृंखला को उनके साथ आधार पर तय करने के लिए वैकल्पिक कहा जाता है, जिसे स्टेटर कहा जाता है। रोटर डिस्क में बाहर की तरफ वेन्स होते हैं, स्टीम इन वैन को आपूर्ति की जाती है और डिस्क को चालू करती है। स्टेटर डिस्क में एक समान कोण पर घुड़सवार ब्लेड होते हैं, जो उनके बाद रोटर डिस्क में भाप प्रवाह को पुनर्निर्देशित करते हैं। प्रत्येक रोटर डिस्क और उसके संगत स्टेटर डिस्क को टरबाइन स्टेज कहा जाता है। प्रत्येक टरबाइन के चरणों की संख्या और आकार को इस तरह से चुना जाता है ताकि उस गति और दबाव की भाप की उपयोगी ऊर्जा को अधिकतम किया जा सके। टरबाइन छोड़ते हुए निकास भाप कंडेनसर में प्रवेश करती है। टर्बाइन बहुत तेज गति से घूमते हैं, और इसलिए, जब रोटेशन को अन्य उपकरणों में स्थानांतरित किया जाता है, तो विशेष रूप से कमी प्रसारण का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, टर्बाइन अपने रोटेशन की दिशा नहीं बदल सकते हैं, और अक्सर अतिरिक्त उलट तंत्र की आवश्यकता होती है (कभी-कभी रिवर्स रोटेशन के अतिरिक्त चरणों का उपयोग किया जाता है)।

टर्बाइन वाष्प ऊर्जा को सीधे रोटेशन में परिवर्तित करते हैं और घूमने की गति को रोटेशन में बदलने के लिए अतिरिक्त तंत्र की आवश्यकता नहीं होती है। इसके अलावा, टर्बाइन पारस्परिक मशीनों की तुलना में छोटे होते हैं और आउटपुट शाफ्ट पर एक निरंतर बल होते हैं। चूंकि टर्बाइनों का एक सरल डिजाइन होता है, इसलिए उन्हें आमतौर पर कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। स्टीम टर्बाइन का मुख्य अनुप्रयोग बिजली का उत्पादन होता है (लगभग 86% विश्व बिजली का उत्पादन भाप टर्बाइन द्वारा किया जाता है), और वे अक्सर समुद्री इंजन के रूप में उपयोग किए जाते हैं (सहित) परमाणु जहाजों और पनडुब्बियों पर)। कई स्टीम टरबाइन लोकोमोटिव भी बनाए गए थे, लेकिन वे व्यापक रूप से उपयोग नहीं किए गए थे और डीजल इंजनों और इलेक्ट्रिक इंजनों द्वारा जल्दी से बाहर निकाल दिए गए थे।

1.3 स्टीम मशीन

सैद्धांतिक रूप से, एक कार बनाने का कार्य, अर्थात्, एक वैगन जो स्वयं ड्राइव करेगा, लगभग हल हो गया था। यह केवल एक नियंत्रण तंत्र के साथ एक चालक दल बनाने के लिए आवश्यक था, इसमें इंजन द्वारा संचालित किया गया था। XVIII सदी में। केवल भाप इंजन ही ऐसा इंजन हो सकता है।

पहली बार यह विचार डेनिस पापेन और थॉमस सेवरि द्वारा व्यक्त किया गया था-सत्ता की अश्वशक्ति इकाई के लेखक, लेकिन, दुर्भाग्य से, वे व्यावहारिक रूप से अपने विचारों की पुष्टि नहीं कर सके। थ्योरी और वाट की अंग्रेजी परियोजनाओं में शेष का कार्यान्वयन फ्रांसीसी निकोलस जोसेफ कुनोत द्वारा सफल रहा। क्यूनो का जन्म 1725 में लोरेन में हुआ था। वे अच्छी तरह से शिक्षित थे और बचपन से ही उन्होंने इंजीनियरिंग में असाधारण रुचि दिखाई। इंजीनियर को "हॉर्सलेस घोड़ा" चलाने के लिए भाप इंजन के अनुकूलन में पूरी तरह से दिलचस्पी थी, वह पूरी तरह से पैपेन मशीन और कई वाट वाष्प इंजन के डिजाइन को जानता था। दुर्भाग्य से, इन संरचनाओं के बहुत बड़े आयामों ने उन्हें वैगन पर रखने की अनुमति नहीं दी। क्यूनो ने अपना छोटा भाप इंजन बनाना शुरू किया। लेकिन चूंकि परिणामी संरचनाएं अभी भी बहुत बड़ी थीं, आविष्कारक को जल्द ही काम रोकने के लिए मजबूर होना पड़ा, जिसके लिए पर्याप्त धन नहीं थे, और सरकार से अतिरिक्त धन प्राप्त करने के प्रयासों ने परिणाम नहीं दिए।

आइजैक न्यूटन के निर्देशों के अनुसार एक अज्ञात कलाकार द्वारा बनाया गया आंकड़ा (2.), स्थानांतरित करने के लिए भाप की जेट शक्ति का उपयोग करके एक सरलीकृत चालक दल डिवाइस दिखाता है। हालांकि, 1764 में, जब आविष्कारक अपने सपने को पूरा करने के लिए पूरी तरह से छोड़ने के लिए तैयार था, तो वह भाग्यशाली था। रक्षा मंत्री के साथ दर्शकों के अनुरोध को कई बार प्रस्तुत किया गया था। स्वाभाविक रूप से, मंत्री ने कूनो के काम और परियोजनाओं में रुचि रखने का इरादा नहीं किया, लेकिन जनरल डी ग्रिबिएव को आदेश दिया, जो यांत्रिकी के बारे में बहुत कुछ जानता है, आविष्कार के साथ खुद को परिचित करने के लिए। सामान्य, एक असाधारण रूप से बुद्धिमान और बुद्धिमान व्यक्ति, तुरंत महसूस किया कि किस तरह की क्रांति "मैकेनिकल खच्चर" सेना में एक तोपखाने ट्रैक्टर के रूप में प्रदर्शन कर सकती है। उन्होंने क्यूनो मशीन के एक प्रोटोटाइप के निर्माण के विचार का समर्थन किया। हालांकि, पहले ट्रायल ट्रिप के लिए पांच साल इंतजार करना पड़ा। वे छोटी संख्या में दर्शकों की उपस्थिति में ब्रुक्सा में बड़ी सफलता के साथ उत्तीर्ण हुए। इन परीक्षणों के परिणाम ने पेरिस में मशीन के प्रदर्शन की व्यवस्था करने की अनुमति दी, जिसके लिए फ्रांसीसी रक्षा मंत्री को आमंत्रित किया गया था।

पहली कार, तथाकथित छोटी क्युनो गाड़ी, जिसका अपना नाम "फर्दियर" है, ने सड़क पर 4.5 किमी / घंटा की गति विकसित की, लेकिन केवल 12 मिनट के लिए, क्योंकि वहां अधिक पानी या भाप नहीं थी। बॉयलर को पानी से भरना और उसके नीचे आग फिर से जलाना आवश्यक था, क्योंकि पहली कार में भी फायरबॉक्स नहीं था। अपनी कमियों के बावजूद, मंत्री को गाड़ी इतनी पसंद आई कि उन्होंने तुरंत एक बेहतर और बढ़े हुए नमूने के निर्माण का आदेश दिया, जिसे तोपों के परिवहन के लिए सैनिकों में उपयोग के लिए बड़ी मात्रा में उत्पादित किया जा सकता था। अंजीर। (3.) दुनिया की पहली भाप कार दिखाता है, जिसे 1769 क्युनो में बनाया गया था।

प्रसिद्ध फ्रांसीसी आविष्कारक निकोलस जोसेफ क्यूनोट परिवहन की जरूरतों के लिए भाप इंजन का उपयोग करने की कोशिश करने वाले पहले लोगों में से एक थे। 1769 में Cugnot द्वारा निर्मित, स्टीम क्रू को वर्तमान में पेरिस के संग्रहालय कला और शिल्प में रखा गया है, और इसकी छवि फ्रांसीसी सोसायटी ऑफ ऑटोमोटिव इंजीनियर्स का प्रतीक बन गई है।

पहले डिजाइन के लिए एक इनाम के रूप में अपने निपटान में 20,000 फ़्रैंक होने के बाद, क्यूनॉट उत्साह से काम करने के लिए तैयार हो गए। 1770 के अंत में, आधिकारिक सैन्य विशेषज्ञों की उपस्थिति में एक नई, अधिक शक्तिशाली Cuño स्टीम कार पर परीक्षण किए गए। जब ट्रैक्टर ने इसे सौंपा कार्यों को पूरी तरह से पूरा किया, तो उन्होंने एक सराहनीय निष्कर्ष दिया, हालांकि इसकी गति आवश्यक 15. के बजाय 4 किमी / घंटा से अधिक नहीं थी। आंदोलन निरंतर था, क्योंकि बॉयलर का अपना फायरबॉक्स था और जमीन पर आग जलाने की आवश्यकता नहीं थी। इसके अलावा, क्युनो ने पहले ही पता लगा लिया है कि सैन्य स्तंभों के मार्च की गति को कम से कम कैसे बढ़ाया जाए ताकि तोपखाने पीछे न रहें। केवल 20 के दशक में। XIX सदी।, सड़कों की गुणवत्ता में एक महत्वपूर्ण सुधार के बाद, स्टीम गाड़ियां फिर से इंग्लैंड में दिखाई देने लगीं। समय के साथ, ईंधन और पानी की आपूर्ति वाली गाड़ी को मंच पर जोड़ा गया। इसने पंद्रह मिनट के भाप चरण के डिब्बों को लगभग 700 उड़ानें बनाने और 30 किमी / घंटा की गति से लगभग 7 हजार किमी दूर करने की अनुमति दी। सरकार ने भाप कारों पर कर लगाया। किसी भी यांत्रिक गाड़ियों के मालिकों को कुचलने का काम संसद द्वारा अपनाई गई "कानून पर सड़क कानून" था, जिसने भाप परिवहन के सबसे महत्वपूर्ण लाभ को नष्ट कर दिया - गति, इसे 15 किमी / घंटा तक सीमित कर दिया। पैरवो एक स्वतंत्र भाप संचालित इकाई (स्टीम बॉयलर और स्टीम इंजन) के साथ एक लोकोमोटिव निर्माण है। पक्की रेल के साथ चलना। पहला भाप इंजन 1803 में ग्रेट ब्रिटेन में आर। ट्रेविथिक द्वारा और 1814 में जे। स्टीफनसन द्वारा बनाया गया था। रूस में, पहला स्टीम लोकोमोटिव 1833 में पिता और पुत्र चेरेपोनोव द्वारा बनाया गया था। चित्र (4.) 1803 में ट्रेविथिक और विवान द्वारा निर्मित एक "सड़क लोकोमोटिव" दिखाता है। 1865 में, जब रेलवे ने अपने नेटवर्क के साथ इंग्लैंड के मुख्य भाग को कवर किया, तो उनके मालिकों, साथ ही साथ वाहनों के मालिकों ने मिलकर स्टीम कैरिज पर अंतिम झटका मारा। इस साल से, भाप इंजन को सड़क के उपनगरीय वर्गों में 7 किमी / घंटा की गति से चलना था, और शहर की सीमा के भीतर - 4 किमी / घंटा तक। इसके अलावा, लाल झंडे के साथ एक विशेष व्यक्ति को भाप से चलने वाली गाड़ी से पहले भागना पड़ता था, सभी को चेतावनी देता था कि वह खतरे में है। इस प्रकार, इंग्लैंड में, कई दशकों तक, भाप चरण जैसे परिवहन का प्रकार नष्ट हो गया था। हालांकि, एक ही भाप इंजन द्वारा संचालित लोकोमोटिव, रेल के साथ और उनके मालिकों को लुढ़काते रहे। अपनाया गया कानून केवल 1878 में शिथिल किया गया और 1896 में पूरी तरह से समाप्त कर दिया गया, जब गैसोलीन इंजन वाली दसियों कारों को यूरोप की सड़कों पर चलाया गया। रूस में पहला स्टीम व्हील ट्रैक्टर 1874 में ल्यूडिनोवो के माल्टसेव संयंत्र में बनाया गया था। अंग्रेजी कार "एवलिन पोर्टर" को एक प्रोटोटाइप के रूप में लिया गया था, लेकिन रूसी ट्रैक्टर अधिक शक्तिशाली और भारी था। इसके अलावा, उन्हें लकड़ी पर काम करने के लिए अनुकूलित किया गया था, न कि कोयले पर। कुल मिलाकर, इस तरह के सात ट्रैक्टर बनाए गए थे। फ्रांस में, सैन्य विभाग ने रूस में भाप ट्रैक्टरों में बहुत रुचि दिखाई। जैसे ही पहला रुटियर, बैरन बक्ससेव-डेन द्वारा अधिग्रहित किया गया, रूस में रीगा के पास अपनी संपत्ति के लिए दिखाई दिया, सेना ने अपने परीक्षण किए। "थॉमसन सिस्टम" स्टीम ट्रैक्टर ने परीक्षणों को पर्याप्त रूप से रोक दिया, और 1876 में, रुटियर्स के कई और मॉडलों का परीक्षण करने के बाद, उन्हें रूसी सेना की जरूरतों के लिए खरीदने का निर्णय लिया गया। चित्रा (5.) - रुटियर एक भाप ट्रैक्टर है जो विशेष कारों को टो करने में सक्षम है। प्लेटफ़ॉर्म या ट्रेलर।

माल्टसेव प्लांट के रूथर्स के बाद अगली स्टीम कार मॉस्को ड्युइकल साइकिल प्लांट द्वारा 1901 में निर्मित यात्री स्टीम-कार थी। इस बल्कि सफल निर्माण की कार से, केवल क्रीमिया और वापस तक ही नहीं, बल्कि ऐ-पेट्री की चढ़ाई भी संपन्न हुई। हालांकि, भाप कारों ने रूस में बसने का प्रबंधन नहीं किया। इस दिशा में अंतिम प्रयास दो स्टीम ट्रक NAMI-012 के 1949 के अंत में निर्माण था। टेस्ट ने मशीनों के प्रदर्शन और स्थायित्व की पुष्टि की, जबकि उनका ड्राइविंग प्रदर्शन डीजल ट्रक से भी बदतर नहीं था। NAMI-012 के साथ वन ट्रक चित्र में दिखाया गया है। (6.)। अधिकतम गति 42 किमी / घंटा है, बंकरों में जलाऊ लकड़ी की आपूर्ति 80 किमी की दौड़ के लिए पर्याप्त थी।

XIX सदी के अंत में फ्रांस लौटते हैं। यहाँ इस समय भाप कारों ने अपने पुनर्जन्म का अनुभव किया। इंजन कोयले की भट्टियों के बजाय केरोसिन बर्नर से लैस थे, अब उन्हें कोयला भंडार और लंबे हीटिंग की आवश्यकता नहीं थी। स्टीम चालक दल के अपने मॉडल में लियोन सेरपोल (1858-1907) ने पानी के बॉयलर को एक लंबे, बार-बार घुमावदार पाइप - एक नागिन की जगह दिया। यह एक वास्तविक सफलता थी, क्योंकि इस तरह के प्रतिस्थापन ने उपयोग किए गए पानी की मात्रा को कम करना संभव बना दिया। इसके अलावा, सर्पोला के वैगन पर इलास्टिक टायर लगाए गए, जिससे राइड कम्फर्ट बढ़ा और स्टीम इंजन और ड्राइव व्हील्स के शाफ्ट को जोड़ने वाला एक विशेष मैकेनिज्म - एक जिम्बल। इसे इतालवी आविष्कारक गेरोलो कार्डो के नाम से अपना नाम मिला और स्प्रिंग्स पर लहराते हुए गाड़ी के पहियों के लिए निश्चित रूप से संलग्न स्टीम इंजन से रोटेशन को स्थानांतरित करना संभव हो गया। 1875 में, पेरिस में पहले बॉली स्टीम इंजन का प्रदर्शन किया गया था। यह एक स्टीम स्टेज कोच था, जिसे 12 सीटों के लिए डिज़ाइन किया गया था, और इसे "आज्ञाकारी" कहा जाता था। 5 टन के कुल वजन के साथ, स्टीम इंजन ने 2.5 किमी कोयला और 14 लीटर पानी प्रति 1 किमी ट्रैक में खपत किया। इन संकेतकों के अनुसार, बॉली 1.5-2 बार ब्रिटिश स्टीम ऑम्निब्यूस से आगे निकल गया। ट्रेन प्रबंधक आगे था (उन वर्षों की शब्दावली के अनुसार, कंडक्टर), और फायरमैन (चौफ़र) जो स्टीम बॉयलर की सेवा करता था, पीछे था। चार सिलेंडर स्टीम इंजन (अधिक सटीक रूप से, दो दो सिलेंडर) ने एक सपाट क्षैतिज सड़क पर 40 किमी / घंटा की गति तक पहुंचना संभव बना दिया। उनका नया मॉडल, 80 के दशक में बनाया गया था। उन्नीसवीं सदी। और "न्यू" नाम प्राप्त किया, और भी अधिक दरें प्राप्त कीं। ऑम्निबस का द्रव्यमान 3.5 टन था, जिसमें 1 किलो कोयला और 1 किमी के लिए 7 लीटर पानी की आवश्यकता होती है। अपनी गति विशेषताओं के अनुसार, बॉली कार गैसोलीन वाहनों के साथ भी प्रतिस्पर्धा कर सकती थी जो अभी-अभी सामने आई थी। वैसे, अगर हम स्टीम इंजन को छोड़ देते हैं, तो डिजाइन और उपस्थिति के द्वारा बोल्ली की गाड़ी पहले पेट्रोल "हॉर्सलेस कैरिज" की तुलना में आधुनिक कार की तरह दिखती थी, आधिकारिक तौर पर कार माना जाता है। इसके डिजाइन में स्वतंत्र पहिया निलंबन और एक धातु निकाय जैसे तत्व शामिल थे, जो केवल 30 के दशक के मध्य में कारों में व्यापक हो गए। XXV। बाद में, एक भाप इंजन को अक्सर प्रकाश के लिए एक इंजन के रूप में इस्तेमाल किया जाता था- और चार-पहिया गाड़ियां। फ्रांस में, यह लियोन सेरोपलेट और कारखाने "डी डायोन-बुटोन और ट्रेपार्डो" द्वारा किया गया था। पारंपरिक लोगों की तुलना में बहुत छोटे आकार के एक ऊर्ध्वाधर ट्यूबलर बॉयलर के उपयोग ने इंजन के वजन को कम करने, रखरखाव को सरल बनाने और विस्फोट के खतरे को समाप्त करने की अनुमति दी। छोटे में परिणामी सुधार, एक्सिस सदी की शुरुआत में चेज़ फोर-सीटर स्टीम कैरिज के समान लोकप्रिय थे। फ्रांस में और विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में, जहां भाप कारों का उत्पादन 30 के दशक की शुरुआत से पहले किया गया था। लेकिन सभी सुधारों के बावजूद, XIX सदी की दूसरी छमाही की भाप कारें। संचालित करने के लिए बहुत असहज रहा। चालक को रेलवे में ट्रेन चालक के समान ज्ञान और निपुणता का अधिकारी होना था।

यह इस तथ्य के कारण था कि वाष्प इंजन बड़े पैमाने पर उपभोक्ता के लिए लगभग दुर्गम था। इसके बावजूद, यह वह थी जिसने ऑटोमोटिव वाहनों के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी। इस कार के लिए धन्यवाद, चालक दल के यांत्रिक आंदोलन की वास्तविक संभावना साबित हुई, भविष्य की कार के विभिन्न तंत्रों का परीक्षण और सुधार किया गया। भाप कारों के दिनों से, "ड्राइवर" शब्द हमारे पास बना हुआ है (यह दो "एफ" के बाद लिखा गया था), जिसका फ्रेंच में अर्थ "फायरमैन" है। और यद्यपि कार लंबे समय तक बॉयलर या फायरबॉक्स नहीं रही है, अक्सर आधुनिक ड्राइवर को ड्राइवर कहा जाता है। XXth सदी की शुरुआत तक। भाप इंजन 15 मिलियन डब्ल्यू की शक्ति तक पहुंच सकते हैं, और उनके शाफ्ट की घूर्णी गति 1000 आरपीएम थी। अपनी देर से कारों में से एक में, 1902 में सर्पोला ने एक विश्व कार गति रिकॉर्ड बनाया - 120 किमी / घंटा। एक साल बाद, उन्होंने एक और रिकॉर्ड बनाया - 144 किमी / घंटा। और दो साल बाद, 1905 में, स्टीम कार पर अमेरिकन एफ। मैरियट 80 के दशक में 200 किमी / घंटा की गति को पार कर गया। उन्नीसवीं सदी। पेट्रोल इंजन वाली कारें थीं। उनका मुख्य लाभ उनके कम द्रव्यमान और त्वरित स्टार्ट-अप में था, हालांकि वे कई कमियों से वंचित नहीं थे जो भाप इंजन पहले से ही "ठीक" थे।

भाप इंजन को बचाने के लिए वैज्ञानिकों और इंजीनियरों के सभी प्रयासों के बावजूद, वे अब आधुनिक आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। स्टीम इंजन भारी थे, भारी थे, बड़ी मात्रा में ईंधन और पानी की मांग की और दक्षता में और वृद्धि का वादा नहीं किया। परिवहन में, वे उन लोगों द्वारा तेजी से दबाए गए थे जो 19 वीं शताब्दी के अंत में दिखाई दिए थे। आंतरिक दहन इंजन।

1.3.1 पहला स्टीमर

स्टीम इंजन "पानी पर" के उपयोग की शुरुआत वर्ष 1707 थी, जब फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी डेनिस पापिन ने पहली नाव को भाप इंजन और पैडल पहियों के साथ डिजाइन किया था। संभवतः, एक सफल परीक्षण के बाद, नाविकों ने प्रतियोगिता से डरकर इसे तोड़ दिया। 30 साल बाद, अंग्रेज जोनाथन हॉल ने स्टीम टग का आविष्कार किया। प्रयोग विफलता में समाप्त हो गया: इंजन भारी हो गया और टग डूब गया। 1802 में, स्कॉट विलियम सिमिंगटन ने शार्लोट डंडस को ड्राइंग के लिए प्रदर्शित किया। (7.) रॉबर्ट फुल्टन। 1790 के दशक से, फुल्टन ने प्रोपेल जहाजों को भाप का उपयोग करने की समस्या उठाई। 1809 में, फुल्टन ने "क्लेरमॉन्ट" के निर्माण का पेटेंट कराया और स्टीमर के आविष्कारक के रूप में इतिहास में चले गए। अखबारों ने लिखा है कि आग और धुएं की चपेट में आकर "फुल्टन मॉन्स्टर" हवा और करंट की चपेट में आ गया। आर। फुल्टन के आविष्कार के दस या पंद्रह साल बाद, स्टीमर ने नौकायन जहाजों को गंभीरता से दबाया। 1813 में अमेरिका के पिट्सबर्ग में दो स्टीम इंजन कारखानों का संचालन शुरू हुआ। एक साल बाद, 20 स्टीमर को न्यू ऑरलियन्स के बंदरगाह को सौंपा गया, और 1835 में, मिसिसिपी और इसकी सहायक नदियों पर संचालित 1,200 स्टीमर। रिवरबोट यूएसए 1810-1830gg। अंजीर पर। (8.) 1815 तक इंग्लैंड में नदी पर। क्लाइड (ग्लासगो) पहले ही 10 जहाजों और नदी पर सात या आठ काम कर चुका है। टेम्स। उसी वर्ष में, पहला आर्गाइल स्टीमर बनाया गया, जिसने ग्लासगो से लंदन में संक्रमण किया। 1816 में जहाज "मैजेस्टिक" ने पहली उड़ानें ब्राइटन - ले हैवर और डोवर - कैलाइस का प्रदर्शन किया, जिसके बाद ग्रेट ब्रिटेन, आयरलैंड, फ्रांस और हॉलैंड के बीच नियमित समुद्री भाप लाइनें खुलने लगीं। 1813 में, फुल्टन ने रूसी सरकार से अपील की। रूसी साम्राज्य की नदियों पर उनके द्वारा उपयोग किए गए स्टीमबोट के निर्माण और उनके उपयोग के लिए। हालांकि, फुल्टन ने रूस में स्टीमबोट्स नहीं बनाए। 19 वीं शताब्दी की शुरुआत और रूस में भाप इंजन के साथ पहले जहाजों के निर्माण से चिह्नित है। 1815 में, सेंट पीटर्सबर्ग में मैकेनाइज्ड फाउंड्री प्लांट के मालिक, कार्ल बायर्ड ने अंजीर में पहला पहिये वाला स्टीमर "एलिजाबेथ" बनाया। (9.) लकड़ी की वाट मशीन जिसमें 4 लीटर की क्षमता वाली लकड़ी "तिखविंका" लगाई गई थी। एक। और एक स्टीम बॉयलर जो साइड व्हील्स को संचालित करता है। कार ने प्रति मिनट 40 चक्कर लगाए। नेवा पर सफल परीक्षणों और सेंट पीटर्सबर्ग से क्रोनस्टेड में स्थानांतरण के बाद, स्टीमर ने पीटर्सबर्ग-क्लेस्टाटेड लाइन पर उड़ानें बनाईं। स्टीमर ने लगभग 9.3 किमी / घंटा की औसत गति से 5 घंटे और 20 मिनट में इस तरह से यात्रा की। 19 वीं शताब्दी के 20 के दशक तक ब्लैक सी बेसिन, वेसुवियस में केवल एक स्टीमर था, 25 लीटर मधुमक्खी स्टीमर की गिनती नहीं। .एस।, कीव सेर्फ़ द्वारा निर्मित, जो दो साल बाद खेरसन में रैपिड्स के माध्यम से किया गया था, जहां से यह माइकोलाइव के लिए उड़ान भरता था। सबसे बड़ा साइबेरियाई सोने की खान में काम करने वाले Myasnikov। झील पर शिपिंग कंपनी के संगठन पर एक विशेषाधिकार प्राप्त हुआ। मार्च 1843 में बैकाल और नदियाँ ओब, टोबोल, इरतीश, येनिसी, लीना और उनकी सहायक नदियाँ। 32 लीटर की क्षमता वाला स्टीमर "सम्राट निकोलस I" लॉन्च किया। के साथ, जो 1844 में बैकाल झील में वापस ले लिया गया था। इसके बाद, इसे रखा गया और 1844 में 50 लीटर की क्षमता के साथ एक दूसरे स्टीमबोट का निर्माण पूरा किया। पी।, जिसे "हीर टायसरेविच" कहा जाता है, जिसे झील में स्थानांतरित भी किया गया था। बाइकाल, जहाँ दोनों जहाजों का उपयोग परिवहन के लिए किया जाता था। 40 और 50 के दशक, 19 वीं शताब्दी में, जहाज नियमित रूप से नेवा, वोल्गा, नीपर और अन्य नदियों के साथ जाने लगे। 1850 तक रूस में लगभग 100 स्टीमबोट थे।

1819 में, अंजीर में अमेरिकी नौकायन मेल पोत। (10.) - एक भाप इंजन और हटाने योग्य साइड पहियों से सुसज्जित, "सवाना", अमेरिका के सवाना शहर, लिवरपूल को छोड़ दिया और 24 दिनों में अटलांटिक के पार संक्रमण किया। "सावन" पर एक इंजन के रूप में एकल-सिलेंडर कम दबाव वाले भाप इंजन का उपयोग किया गया था, सरल कार्रवाई के लिए। मशीन की शक्ति 72 hp थी, इंजन के चलने पर गति - 6 समुद्री मील (9 किमी / घंटा)। जहाज का उपयोग 85 घंटे से अधिक समय तक और केवल तटीय क्षेत्र के भीतर किया गया था। "सावन" की उड़ान समुद्री मार्गों पर ईंधन के आवश्यक भंडार का अनुमान लगाने के लिए की गई थी, क्योंकि नौकायन बेड़े के समर्थकों ने तर्क दिया कि अटलांटिक को पार करने के लिए एक भी स्टीमर पर्याप्त कोयला रखने में सक्षम नहीं होगा। जहाज के संयुक्त राज्य अमेरिका में लौटने के बाद, भाप इंजन को नष्ट कर दिया गया था, और जहाज का उपयोग 1822 तक न्यूयॉर्क-सवाना लाइन पर किया गया था। महान विशालकाय टाइटैनिक। जहाज के बॉयलर कमरों में 29 भाप बॉयलर स्थापित किए गए थे, जिनमें से प्रत्येक 100 टन का था, जो गर्मी से 162 था। भट्टियां। कोयला ओवन भाप पाने के लिए बॉयलरों में पानी गर्म करता है। फिर पिस्टन इंजनों को भाप की आपूर्ति की गई। जैसे ही स्टीम चार इंजन सिलेंडर में से एक में मिला, एक प्रोपेलर को घुमाने के लिए आवश्यक बल विकसित किया गया। अतिरिक्त या खोई हुई भाप को वाष्पीकरणकर्ताओं में संघनित किया गया था और परिणामस्वरूप पानी को रीहीटिंग के लिए बॉयलरों में वापस किया जा सकता है। थ्रस्टर्स पर दायर भाप की मात्रा को बदलने से पोत की गति को नियंत्रित किया गया। फायरबॉक्स और इंजन के निकास से निकलने वाले धुएं को पहले 3 पाइपों के माध्यम से उत्सर्जित किया गया था। चौथा पाइप नकली था और वेंटिलेशन के लिए इस्तेमाल किया गया था। "टाइटैनिक" पर सब कुछ उस समय की नवीनतम तकनीक के अनुरूप था। पहला सैन्य जहाज संयुक्त राज्य अमेरिका में 1815 में आर। फुल्टन के डिजाइन के अनुसार बनाया गया था। इसका उद्देश्य न्यूयॉर्क बंदरगाह के पानी की रक्षा करना था और यह एक बैटरी कीथेमरन था। नौसेना नाविकों ने इसे स्टीम फ्रिगेट कहा, लेकिन आर। फुल्टन ने इसे स्टीम बैटरी कहना पसंद किया और इसे "डेमोलोगोस" ("वॉयस ऑफ द पीपल") नाम दिया। 1829 में, स्टीमर में आग लगने के कारण नाविकों की लापरवाही से न्यूयॉर्क की सड़कों पर विस्फोट हो गया। रूस में, पहला स्टीमर-फ्रिगेट बोगाटियर, जो क्रूजर का अग्रदूत बन गया, 1836 में बनाया गया था। पनडुब्बी पर भाप इंजन का उपयोग कई वर्षों के लिए स्थगित कर दिया गया था। मुख्य समस्या भाप बॉयलर की भट्ठी में ईंधन जलाने के लिए हवा की आपूर्ति थी, जब नाव जलमग्न स्थिति में थी, तब से जब मशीन चल रही थी, ईंधन की खपत हुई और पनडुब्बी का द्रव्यमान बदल गया, और इसे लगातार गोता लगाने के लिए तैयार रहना चाहिए। पनडुब्बियों के आविष्कार के इतिहास में बाधाओं के बावजूद, भाप इंजन से लैस पनडुब्बी के निर्माण के लिए कई प्रयास किए गए थे। स्टीम इंजन वाली एक पनडुब्बी की परियोजना को पहली बार 1795 में फ्रांसीसी क्रांतिकारी आर्मंड मेजिरेस द्वारा विकसित किया गया था, लेकिन वह इसे लागू करने में विफल रहे। 1815 में, रॉबर्ट फुल्टन ने न्यूयॉर्क में एक बड़ा पानी के नीचे का जहाज बनाया, जो शक्तिशाली स्टीम टरबाइन, अस्सी फीट लंबा और बाईस फीट चौड़ा, 100 लोगों के दल के साथ सुसज्जित था। हालांकि, "म्यूट" लॉन्च होने से पहले फुल्टन की मृत्यु हो गई, और यह पनडुब्बी स्क्रैपिंग के लिए चली गई। 1866 की गर्मियों में, प्रतिभाशाली रूसी आविष्कारक आई। एफ। अलेक्जेंड्रोव्स्की की पनडुब्बी बनाई गई थी। अंजीर (11) में क्रोनस्टेड में कई वर्षों तक उसका परीक्षण किया गया। सैन्य उद्देश्यों के लिए इसकी असफलता पर निर्णय लिया गया और कमियों को खत्म करने के लिए आगे के काम की अक्षमता।

1.3.2 दो-पहिया परिवहन की उत्पत्ति

पहली कारों के विकास के समानांतर, आविष्कारकों ने मोटरसाइकिलों के डिजाइन और उन पर स्थापित इंजनों में सुधार करना जारी रखा। इस क्षेत्र में सबसे दिलचस्प काम फ्रांसीसी इंजीनियर लुई गुइल्यूम पेरोट का मूल्यांकन था, जिन्होंने अपनी स्टीम मोटरसाइकिल बनाई। उन्होंने शुरू किया, अपने हमवतन अर्ने माइकहुड की तरह, एक साइकिल के साथ, यह 1868 में एक बड़ी चक्का के साथ सुसज्जित था, जिसकी बदौलत राइडर कुछ समय के लिए जड़ता से हिल सकता था। एक साल बाद, पेरौल्ट ने अपने निर्माण में एक एकल ट्यूबलर फ्रेम का उपयोग करना शुरू कर दिया। लुइस पेरौल्ट द्वारा विकसित किया गया साइकिल, रियर व्हील पर इलेक्ट्रिक ड्राइव के साथ, क्रांतिकारी बन गया। लेकिन यह एक ऐसे समय में था जब इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग अपनी प्रारंभिक अवस्था में थी और अच्छी इलेक्ट्रिक मोटरें नहीं थीं, इसलिए टिक प्रोजेक्ट, उस समय के लिए शानदार था, कागज पर बना रहा। 1871 में पेरौल्ट द्वारा विकसित साइकिल के लिए भाप इंजन इन सभी परिवर्तनों का परिणाम बन गया। निर्मित और जाने पर परीक्षण किया गया। वाइन बर्नर, मिट्टी का तेल या वनस्पति तेल बर्नर के लिए ईंधन के रूप में काम करना चाहिए। इंजन सिंगल सिलेंडर स्टीम इंजन है। काम करने वाले सिलेंडर को फ्रेम के साथ बांधा गया था, और ईंधन और पानी के लिए टैंक फ्रेम के पार स्थित थे। एक विशेष नियामक की मदद से सिलेंडर को आपूर्ति की गई भाप की मात्रा को बदलना संभव था, जिससे मोटरसाइकिल की गति बदल गई। पेरौल्ट कार पर ब्रेक नहीं थे। बेस फ्रेम एक मोटी घुमावदार ट्यूब थी जो स्टीयरिंग कॉलम से जुड़ी हुई थी और पीछे के पहिये तक गई थी। पहियों के रिम लकड़ी के थे, धातु के साथ एम्बेडेड थे। धातु और सुइयाँ थीं। काठी लंबे वसंत पर मुहिम शुरू की गई थी और गर्म इंजन से दूर जाने के लिए, और सर्दियों में वापस जाने के लिए कार में आगे-आगे कार के साथ-साथ आगे बढ़ सकते थे। अंजीर में। (12.) - पेरौल्ट ने अपने दिमाग की उपज तीन हजार फ्रैंक के लिए पेश की। लेकिन, दुर्भाग्य से, फ्रेंको-प्रशियन युद्ध की पूर्व संध्या पर, उनका आविष्कार प्रशंसकों को जीत नहीं सका और लाभ ला सकता था। पेरौल्ट की मोटरसाइकिल में एक काम करने वाले सिलेंडर के साथ एक ट्यूबलर फ्रेम था, जो ईंधन और पानी के लिए टैंक और आकृति (13.) में देखा जा सकता है। "स्टीम साइकिल" के आविष्कारकों में से एक - अमेरिकन लुई कोपलैंड। 1884 में, उन्होंने रियर (ड्राइवर वेट प्लस इंजन वज़न) को राहत देने के लिए इंजन को छोटे फ्रंट व्हील के ऊपर ड्राइवर के सामने रखा। यह बाइक 18 किमी / घंटा तक तेज हो सकती है, सड़कों से होकर गुजरती है, जैसे "पैशाचिक", और बिजूका नागरिक। बाद में, कोपलैंड ने अपनी मोटरसाइकिल निर्माण कंपनी की स्थापना की। मोटरसाइकिलों का और विकास रुक गया। एक आसान और किफायती इंजन की कमी के साथ - उनके निर्माण में शामिल लोग, कार स्वामी के समान समस्या का सामना करते थे। केवल आंतरिक दहन इंजन की उपस्थिति ने मौलिक रूप से स्थिति को बदल दिया, इस मूल प्रकार के परिवहन के आगे विकास के लिए एक शक्तिशाली प्रेरणा दी।

1.4 स्टीम इंजन अनुप्रयोग

स्टीम मशीनों का इस्तेमाल पंपिंग स्टेशनों, लोकोमोटिव, स्टीम शिप, ट्रैक्टर, स्टीम कार और अन्य वाहनों में ड्राइव इंजन के रूप में किया जाता था। भाप मशीनों ने उद्यमों में मशीनों के व्यापक व्यावसायिक उपयोग में योगदान दिया और XVIII सदी की औद्योगिक क्रांति के ऊर्जा आधार थे। बाद में, भाप इंजन को आंतरिक दहन इंजन, स्टीम टर्बाइन और इलेक्ट्रिक मोटर्स द्वारा संचालित किया गया, जिसकी दक्षता अधिक है। स्टीम टर्बाइन, औपचारिक रूप से एक प्रकार के स्टीम इंजन, अभी भी इलेक्ट्रिक पावर जनरेटर के लिए ड्राइव के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। दुनिया में उत्पादित बिजली का लगभग 86% भाप टर्बाइनों का उपयोग करके उत्पन्न होता है।

1.4.1 भाप इंजन का लाभ

स्टीम इंजन का मुख्य लाभ यह है कि वे इसे किसी यांत्रिक कार्य में बदलने के लिए लगभग किसी भी ऊष्मा स्रोत का उपयोग कर सकते हैं। यह उन्हें आंतरिक दहन इंजन से अलग करता है, जिनमें से प्रत्येक प्रकार को एक विशेष प्रकार के ईंधन के उपयोग की आवश्यकता होती है। परमाणु ऊर्जा का उपयोग करते समय यह लाभ सबसे अधिक ध्यान देने योग्य है, क्योंकि परमाणु रिएक्टर यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम नहीं है, लेकिन केवल गर्मी पैदा करता है, जो भाप इंजन (आमतौर पर भाप टरबाइन) को चलाने वाली भाप उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, गर्मी के अन्य स्रोत हैं जो आंतरिक दहन इंजन, जैसे सौर ऊर्जा में उपयोग नहीं किए जा सकते हैं। एक दिलचस्प दिशा अलग-अलग गहराई पर विश्व महासागर के बीच तापमान के अंतर की ऊर्जा का उपयोग है। अन्य प्रकार के बाहरी दहन इंजन, जैसे कि स्टर्लिंग इंजन, जो बहुत उच्च दक्षता प्रदान कर सकता है, लेकिन आधुनिक प्रकार के भाप इंजनों की तुलना में काफी अधिक वजन और आकार भी समान गुण रखता है। लोकोमोटिव उच्च ऊंचाई पर अच्छा प्रदर्शन करते हैं, क्योंकि कम वायुमंडलीय दबाव के कारण उनका प्रदर्शन कम नहीं होता है। लैटिन अमेरिका के पहाड़ी क्षेत्रों में लोकोमोटिव का उपयोग अभी भी किया जाता है, इस तथ्य के बावजूद कि फ्लैट इलाके में वे लंबे समय से अधिक आधुनिक प्रकार के लोकोमोटिव द्वारा प्रतिस्थापित किए गए हैं। स्विटजरलैंड (बर्नेंज रोथहॉर्न) और ऑस्ट्रिया (स्केचबर्ग बर्न) में, शुष्क भाप का उपयोग करके नए लोकोमोटिव ने साबित किया है। दक्षता। इस तरह के लोकोमोटिव को 1930 के दशक के स्विस लोकोमोटिव और मशीन वर्क्स (एसएलएम) मॉडल के आधार पर विकसित किया गया था, जिसमें कई आधुनिक सुधार शामिल हैं, जैसे कि रोलर बीयरिंग, आधुनिक थर्मल इन्सुलेशन, जलते हुए प्रकाश तेल अंश, बेहतर भाप लाइनें, आदि। घ। नतीजतन, इन लोकोमोटिव में 60% कम ईंधन की खपत और काफी कम रखरखाव की आवश्यकताएं हैं। ऐसे लोकोमोटिव के आर्थिक गुण आधुनिक डीजल और इलेक्ट्रिक इंजनों के साथ तुलनीय हैं।

इसके अलावा, स्टीम लोकोमोटिव डीजल और इलेक्ट्रिक इंजनों की तुलना में बहुत हल्का है, जो पर्वतीय रेलवे के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। स्टीम इंजन की एक विशेषता यह है कि उन्हें ट्रांसमिशन की आवश्यकता नहीं होती है, बल को सीधे पहियों पर स्थानांतरित करना।

१.४.२ दक्षता

एक गर्मी इंजन की दक्षता (दक्षता) को ईंधन में निहित गर्मी की मात्रा के लिए उपयोगी यांत्रिक कार्यों के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है। बाकी ऊर्जा गर्मी के रूप में पर्यावरण को जारी की जाती है। हीट इंजन की दक्षता होती है

,

Wout- यांत्रिक कार्य, J;

किन - गर्मी की मात्रा का विस्तार, जे।

एक हीट इंजन में कार्नोट चक्र की तुलना में अधिक दक्षता नहीं हो सकती है, जिसमें उच्च तापमान हीटर से निम्न तापमान रेफ्रिजरेटर में गर्मी की मात्रा स्थानांतरित की जाती है। एक आदर्श गर्मी इंजन कार्नोट की दक्षता केवल तापमान के अंतर पर निर्भर करती है, और गणना में पूर्ण थर्मोडायनामिक तापमान का उपयोग किया जाता है। इसलिए, चक्र की शुरुआत में भाप इंजन को उच्चतम संभव तापमान T1 की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, भाप सुपरहिटिंग का उपयोग करके) और चक्र के अंत में सबसे कम संभव तापमान T2 (उदाहरण के लिए, एक कंडेनसर का उपयोग करके):

वायुमंडल में भाप छोड़ने वाले एक भाप इंजन में 1 से 8% तक एक व्यावहारिक दक्षता (बॉयलर सहित) होगी, हालांकि, एक कंडेनसर और प्रवाह पथ के विस्तार से 25% या उससे अधिक तक दक्षता में सुधार हो सकता है। सुपरहीटर और पुनर्योजी पानी के ताप के साथ थर्मल पावर प्लांट 30 - 42% की दक्षता प्राप्त कर सकता है। संयुक्त-चक्र संयुक्त-चक्र संयंत्र, जिसमें ईंधन की ऊर्जा का उपयोग पहली बार गैस टरबाइन को चलाने के लिए किया जाता है, और फिर भाप टरबाइन के लिए, 50 - 60% की दक्षता प्राप्त कर सकता है। सीएचपी में, हीटिंग और उत्पादन की जरूरतों के लिए आंशिक रूप से खर्च की गई भाप का उपयोग करके दक्षता बढ़ाई जाती है। यह ईंधन की 90% ऊर्जा का उपयोग करता है और केवल 10% वायुमंडल में बेकार हो जाता है। दक्षता में ऐसे अंतर भाप इंजनों के थर्मोडायनामिक चक्र की विशेषताओं के कारण होते हैं। उदाहरण के लिए, सबसे बड़ी हीटिंग लोड सर्दियों की अवधि पर पड़ता है, इसलिए सर्दियों में सीएचपी की दक्षता बढ़ जाती है।

दक्षता में कमी का एक कारण यह है कि कंडेनसर में औसत भाप का तापमान परिवेश के तापमान (तथाकथित तापमान सिर का गठन) की तुलना में थोड़ा अधिक है। मल्टी-पोर्ट कैपेसिटर के उपयोग के माध्यम से औसत तापमान दबाव को कम किया जा सकता है। दक्षता का उपयोग अर्थशास्त्रियों, पुनर्योजी एयर हीटरों और भाप चक्र के अनुकूलन के अन्य साधनों के उपयोग से भी किया जाता है। भाप इंजन में, एक बहुत महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि लगातार दबाव में इज़ोटेर्माल विस्तार और संकुचन होता है। इसलिए, हीट एक्सचेंजर किसी भी आकार का हो सकता है, और काम करने वाले तरल पदार्थ और कूलर या हीटर के बीच तापमान अंतर लगभग 1 डिग्री है। परिणामस्वरूप, गर्मी के नुकसान को कम किया जा सकता है। तुलना के लिए, हीटर या कूलर और स्टर्लिंग में काम कर रहे तरल पदार्थ के बीच तापमान का अंतर 100 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच सकता है।

2. व्यावहारिक हिस्सा

२.१ तंत्र का निर्माण

व्यावहारिक भाग में एक जोड़े को ले जाने में सक्षम तंत्र के निर्माण का प्रयास किया गया था।

काम के लिए, हमने विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया, जिन्हें हार्डवेयर स्टोर पर खरीदा जा सकता है।

तंत्र में विभिन्न उपलब्ध उपकरण शामिल थे।

ऐसी सामग्रियों का उपयोग किया गया:

लोहे के मंच का आकार

ईेशनर की

विभिन्न धातु फास्टनरों,

धातु का पेंच

विभिन्न व्यास के नलिकाएं

विभिन्न धारकों

धातु का तार

सूखी शराब।

सबसे पहले, तंत्र को इकट्ठा करने के लिए, हमने आधार तैयार किया, जिस पर हमारा तंत्र खड़ा होगा। पसंद धातु के मंच पर आयाम (11 * 23) सेमी के साथ गिर गई।

अपने गुणों और गुणों में धातु मंच: टिकाऊ, लंबे समय तक भार और तंत्र के एक सभ्य वजन का सामना करने में सक्षम, साथ ही लंबे समय तक गर्मी को समझने में सक्षम और इसके प्रभाव के तहत विकृत नहीं।

फिर हमने एक कंटेनर तैयार किया जिसमें पानी डाला जाएगा और आगे गरम किया जाएगा। कंटेनर के लिए, हमने एयर फ्रेशनर की एक कैन का इस्तेमाल किया, जिसकी ऊंचाई 12 सेमी और व्यास 7 सेमी था।

चूंकि हमें इसे गर्म करना है, बाहरी धातु आवरण इसके लिए आदर्श था। साथ ही इस टैंक के फायदे यह थे कि यह लगभग वायुरोधक था। एक छेद के माध्यम से हवा की आपूर्ति और भाप का बहिर्वाह हुआ। एक संकीर्ण धातु ट्यूब टैंक के आउटलेट पर जुड़ा हुआ था ताकि गर्म होने पर दबाव बढ़ाया जा सके और टैंक के आउटलेट पर जितना संभव हो उतना भाप बनाया जा सके।

एक धातु मंच पर कंटेनर को स्थापित करने के लिए, धातु फास्टनरों का उपयोग किया गया था।

धातु फास्टनरों को विशेष रूप से मोटी धातु से बनाया गया था, ताकि वे पानी के साथ कंटेनर के वजन का सामना करने में सक्षम हों, साथ ही साथ आग के प्रतिरोधी भी।

चूंकि जब टैंक को गर्म किया जाता है, तो इससे निकलने वाली भाप एक स्थान पर केंद्रित होती है और एक गर्म हवा का प्रवाह बनाती है। यह वह विशेषता है जिसे हमने ऊर्जा के संरक्षण के कानून के अनुसार उपयोग करने का निर्णय लिया, यह ऊर्जा एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित हो सकती है।

और भाप को यांत्रिक ऊर्जा में बदलना था।

ऐसा करने के लिए, एक धातु स्क्रू का उपयोग किया गया था।

पेंच के ब्लेड पर निर्देशित एक भाप का प्रवाह इसकी धुरी के चारों ओर एक स्क्रू को स्पिन करने का कारण होगा, जिससे यह स्पष्ट होता है कि ऊर्जा यांत्रिक में परिवर्तित हो रही थी।

एक तरफ पेंच की धुरी 2-3 सेमी की बढ़ाव के साथ होनी चाहिए। जैसा कि यह लोचदार से जुड़ा होगा जो इसे तंत्र के पहिया से जोड़ता है। और इस तथ्य के कारण कि पेंच भाप के दबाव में बदल जाएगा, फिर यह आंदोलन लोचदार से पहिया तक गुजर जाएगा। जो निश्चित रूप से, तंत्र को धीरे-धीरे आगे बढ़ना चाहिए।

इस तंत्र की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक टैंक में पानी का गर्म होना है। दो प्रकार के गर्मी स्रोत का उपयोग किया गया था: पहला एक नियमित मोमबत्ती है, जो पानी को उबालने और सूखी शराब बनाने के लिए पर्याप्त गर्मी नहीं देता है, जो अधिक गर्मी देता है, लेकिन पानी को जल्दी से वाष्पित करने में भी सक्षम नहीं है।

2.2 मशीन और इसकी दक्षता में सुधार करने के तरीके

पिछले प्रोटोटाइप में, अनुकूल परिस्थितियों में, हम 1-3% दक्षता से प्राप्त कर सकते थे, लेकिन इस सुधार के साथ, दक्षता 3-6% तक बढ़नी चाहिए। यह विचार बहुत सरल है और टैंक में वाष्प के दबाव के कारण काम करता है।

सुधार इस तथ्य में निहित है कि कंटेनर की स्थिति और ऊर्जा हस्तांतरण का तरीका बदल रहा है। टैंक में उस स्थान पर जहां भाप को छोड़ा जाता है, एक ट्यूब संलग्न की जाती है जो एक धातु की गेंद होती है जो टैंक को बंद कर देती है। बॉल बैक स्प्रिंग, जो बॉल और पिस्टन को जोड़ता है। ट्यूब में ही छेद होते हैं ताकि जोड़े को जाने के लिए जगह मिल जाए। और सिद्धांत इस तथ्य में निहित है कि टैंक गर्म होने पर भाप बनती है, और उस समय जब दबाव बढ़ता है, जब दबाव एक निश्चित बिंदु तक बढ़ता है, तो दबाव गेंद को विस्थापित करता है। विस्थापित गेंद एक श्रृंखला प्रतिक्रिया में एक वसंत का उपयोग करती है, और बदले में यह पिस्टन में जाती है और इसलिए यांत्रिक ऊर्जा लीवर के माध्यम से पहियों तक गुजरती है। और इसलिए यह तब तक चला जाता है जब तक गेंद को विस्थापित करने के लिए दबाव पोत में नहीं जा सकता। इस प्रकार, यदि हम तंत्र को व्यवस्थित कर सकते हैं, तो हमें गेंद का लगातार उठाव प्राप्त होगा, और इससे गति का निर्माण होगा।

2.3 पूछताछ

सर्वेक्षण के परिणामों से पता चला कि 2 कक्षाओं में 20 छात्रों में से 65% छात्रों ने 10 प्रश्नों का सही उत्तर दिया।

सबसे अधिक दबाने वाले मुद्दों पर एक तालिका अंजीर में बनाई गई है। (20.) दृश्य तुलना के लिए।

पूछे गए प्रश्न:

1. आप कैसे सोचते हैं, इस कार की दक्षता क्या होगी और क्यों? चित्र में (21.)

2. किस औद्योगिक उद्यमों में भाप इंजन का उपयोग किया जाता है?

3. फ्रांस के आविष्कारक Cuño ने दुनिया की पहली स्टीम कार किस वर्ष बनाई थी?

4. अंग्रेज थॉमस सेवेरी कौन है?

5. अधिकतम गति विकसित भाप कार क्या है?

निष्कर्ष

काम लिखने के बाद, यह निष्कर्ष निकाला गया कि भाप तकनीक अभी भी हमें घेरती है और आज भी इसका उपयोग किया जाता है: भाप इंजन आधुनिक डीजल और इलेक्ट्रिक इंजनों, पंपिंग स्टेशनों और कई अन्य स्थानों के लिए तुलनीय हैं। वैज्ञानिक साहित्य का विश्लेषण करने के बाद, यह स्पष्ट है कि यह भाप इंजन था जो बदल गया। हमारी दुनिया, और हमारा जीवन, क्योंकि यह इसकी खोज से था कि प्रौद्योगिकी विकास का युग और एक अलग प्रकार का परिवहन आया था।

भाप इंजन के संचालन के सिद्धांत का अध्ययन करने के बाद, उन्होंने भाप पर काम करने वाले सबसे सरल तंत्र का निर्माण और निर्माण किया। हमने भविष्य में दक्षता बढ़ाने की संभावना पर विचार किया।

एक तंत्र के निर्माण पर काम करने में, हमें कई समस्याओं का सामना करना पड़ा, जो हमें वांछित परिणाम प्राप्त करने से रोकते हैं और अंततः, हमारे तंत्र की कम शक्ति का कारण बनते हैं। जो हमारी परिकल्पना को आंशिक रूप से बाधित करता है। बाहरी कारकों का अत्यधिक प्रभाव और गर्मी, बर्बाद ऊर्जा का एक बड़ा नुकसान, विफलता का कारण था। यह भी पर्याप्त तेज़ नहीं है और भाप बनाने की एक छोटी मात्रा ने इस तथ्य को जन्म दिया कि आवश्यक दबाव नहीं बनाया गया था और बाद में शक्ति की कमी का कारण बना।

अगली पीढ़ी के तंत्र को डिजाइन करते समय, अधिकांश कारकों को ध्यान में रखा गया ताकि समान भाग्य से बचा जा सके। तंत्र को बेहतर बनाने और वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए चित्र आधारित थे।

इस काम से यह निर्धारित करना संभव है कि आज तक भाप तकनीक की दुनिया में, विकास और विकास के लिए प्रयास करने के लिए बहुत कुछ है। और शायद यह तकनीक भविष्य में दुनिया में सबसे किफायती, पारिस्थितिक और शक्तिशाली होगी।

प्रयुक्त साहित्य की सूची

लेख द्वितीय संस्करण के महान सोवियत विश्वकोश की सामग्री पर आधारित है। ईओ: वापोर्मोइनहु: गोजग्लैप्ट: गारो मासीनिन: डाम्पमास्किन

परिभाषा

स्टीम मशीन  - एक बाहरी दहन इंजन जो भाप की ऊर्जा को यांत्रिक कार्यों में परिवर्तित करता है।

आविष्कार ...

भाप इंजन के आविष्कार का इतिहास हमारे युग की पहली शताब्दी से इसकी उलटी गिनती शुरू होती है। हम अलेक्जेंड्रिया के हेरॉन द्वारा वर्णित डिवाइस के बारे में जानते हैं, और भाप से संचालित होते हैं। नोजल से निकलने वाली भाप को गेंद पर टेंपरेचरली फिक्स करके इंजन को घुमाया जाता है। असली भाप टरबाइन का आविष्कार मध्यकालीन मिस्र में बहुत बाद में हुआ था। इसका आविष्कारक अरब दार्शनिक, खगोलशास्त्री और 16 वीं शताब्दी के इंजीनियर टैगी अल-दीनोम है। उस पर निर्देशित भाप के प्रवाह के कारण ब्लेड के साथ थूक घूमने लगा। 1629 में, इसी तरह का समाधान इतालवी इंजीनियर गियोवन्नी ब्रांका द्वारा प्रस्तावित किया गया था। इन आविष्कारों का मुख्य नुकसान यह था कि भाप का प्रवाह कम हो रहा था, और इससे निश्चित रूप से बड़े ऊर्जा नुकसान हो रहे थे।

उपयुक्त परिस्थितियों के बिना भाप इंजन का और विकास नहीं हो सकता है। यह आवश्यक और आर्थिक कल्याण था और इन आविष्कारों की आवश्यकता थी। स्वाभाविक रूप से, ये स्थितियाँ मौजूद नहीं थीं और विकास के इतने निम्न स्तर को देखते हुए, 16 वीं शताब्दी तक मौजूद नहीं हो सकीं। 17 वीं शताब्दी के अंत में, इन आविष्कारों की एक जोड़ी बनाई गई थी, लेकिन गंभीरता से माना नहीं गया था। पहले का निर्माता स्पैनियार्ड अजानसे डी ब्यूमोंट है। एडवर्ड सोमरसेट - 1663 में इंग्लैंड के एक वैज्ञानिक ने एक परियोजना प्रकाशित की और रागलान कैसल में ग्रेट टॉवर की दीवार पर पानी उठाने के लिए भाप से चलने वाला उपकरण स्थापित किया। लेकिन चूंकि नया सब कुछ किसी व्यक्ति के लिए स्वीकार करना मुश्किल है, इसलिए किसी ने इस परियोजना को वित्त देने का फैसला नहीं किया। स्टीम बॉयलर के निर्माता को फ्रेंचमैन डेनिस पापेन माना जाता है। सिलेंडर से हवा के विस्थापन पर प्रयोगों के संचालन के दौरान, बारूद के एक विस्फोट के माध्यम से, उन्होंने पाया कि एक पूर्ण वैक्यूम केवल उबलते पानी की मदद से प्राप्त किया जा सकता है। और चक्र के स्वचालित होने के लिए, यह आवश्यक है कि बॉयलर में अलग से भाप का उत्पादन किया जाए। पापेन को नाव के आविष्कार का श्रेय दिया जाता है, जिसे टैगी-अल-दीन और सेवेरी की अवधारणाओं के संयोजन में प्रतिक्रियाशील शक्ति द्वारा गति में सेट किया गया था; इसके अलावा उनके आविष्कार को एक सुरक्षा वाल्व माना जाता है।

सभी वर्णित उपकरणों का उपयोग नहीं किया गया और व्यावहारिक पाया गया। यहां तक ​​कि "फायर इंस्टॉलेशन", जिसका निर्माण 1698 में थॉमस सेवरी द्वारा किया गया था, लंबे समय तक नहीं चला। तरल पदार्थों के साथ टैंकों में भाप द्वारा बनाए गए उच्च दबाव के कारण, वे अक्सर फट जाते थे। इसलिए, उनके आविष्कार को असुरक्षित माना गया था। इन सभी विफलताओं के प्रकाश में भाप इंजन के आविष्कार का इतिहास  बीच में रोक सकता है लेकिन नहीं।

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तस्वीरों में भाप ट्रैक्टर कुनो दिखाया गया है। जैसा कि आप देख सकते हैं, वह प्रबंधन के लिए बहुत बोझिल और असुविधाजनक था।

1712 में, अंग्रेज लोहार, थॉमस न्यूकमेन ने अपने "महाप्राण इंजन" का प्रदर्शन किया। वह स्टीम इंजन सेवरी का एक बेहतर मॉडल था। खानों से पंपिंग वाटर के रूप में उनका उपयोग हुआ। शाफ्ट पंप में, घुमाव हाथ एक भार से जुड़ा था जो शाफ्ट में पंप कक्ष में उतर गया। जोर की गति को पंप के पिस्टन में स्थानांतरित किया गया, पानी ऊपर बह गया। न्यूकमेन इंजन लोकप्रिय और मांग में था। यह इस इंजन के आगमन के साथ ब्रिटिश औद्योगिक क्रांति की शुरुआत को जोड़ने का फैसला किया है। रूस में, पहली वैक्यूम मशीन 1763 में I.Polzunov द्वारा डिजाइन की गई थी, और एक साल बाद इस परियोजना को जीवन में लाया गया था। उन्होंने बरनौल कोल्यावन-पुनरुत्थान संयंत्रों में ब्लोअर फ़र्स शुरू किया। उच्च दबाव वाले वाष्पों के उपयोग पर ओलिवर इवांस और रिचर्ड ट्रेविथिक के विचार ने महत्वपूर्ण परिणाम लाए हैं। आर। ट्रेविटिक ने सफलतापूर्वक औद्योगिक एक-स्ट्रोक उच्च दबाव इंजन का निर्माण किया, जिसे "कोर्निश इंजन" के रूप में जाना जाता है। दक्षता में वृद्धि के बावजूद, बॉयलर विस्फोटों के मामलों की संख्या, जो भारी दबाव का सामना नहीं करती थी, भी बढ़ गई। इसलिए, अतिरिक्त दबाव जारी करने के लिए एक सुरक्षा वाल्व का उपयोग करने के लिए प्रथागत था।

1769 में, फ्रांसीसी आविष्कारक निकोलस जोसेफ कुनियो ने पहले ऑपरेटिंग सेल्फ प्रोपेल्ड स्टीम व्हीकल: "फर्दियर ए वेपोर" (स्टीम वैगन) का प्रदर्शन किया। उनके आविष्कार को पहली कार माना जा सकता है। यांत्रिक ऊर्जा के एक मोबाइल स्रोत के रूप में उपयोग किए गए एक स्व-चालित भाप ट्रैक्टर ने अपनी दक्षता दिखाई, यह गति विभिन्न सीएक्स मशीनों में सेट है। 1788 में, जॉन फिच द्वारा एक स्टीमर बनाया गया, जिसने फिलाडेल्फिया और बर्लिंगटन के बीच डेलावेयर नदी पर नियमित संचार किया। उनके पास केवल 30 लोगों की क्षमता थी, और 12 किमी / घंटा तक की गति से चले गए। 21 फरवरी, 1804 को, रिचर्ड ट्रेविथिक द्वारा निर्मित पहली स्व-चालित रेलवे स्टीम ट्रेन का प्रदर्शन दक्षिण वेल्स के मेरथिर टाइडफिल में पेनिडररेन धातु संयंत्र में किया गया था।

  स्टीम इंजन कैसे काम करता है

  हीट इंजन

मशीनें जो आस-पास के निकायों के साथ गर्मी विनिमय के परिणामस्वरूप यांत्रिक कार्य करती हैं, उन्हें गर्मी इंजन कहा जाता है। सभी प्रकार के ऐसे इंजनों में, निरंतर या समय-समय पर आवर्ती कार्य केवल तभी संभव होता है जब कार्य करने वाली मशीन न केवल कुछ शरीर (हीटर) से गर्मी प्राप्त करती है, बल्कि किसी अन्य शरीर (कूलर) को कुछ गर्मी भी देती है।

आइजैक न्यूटन (1642-1727) के निर्देशों के अनुसार एक अज्ञात कलाकार द्वारा बनाया गया आंकड़ा, एक सरलीकृत चालक दल का एक उपकरण दिखाता है जो आंदोलन के लिए भाप के जेट की जेट शक्ति का उपयोग करता है।

स्टीम इंजन

17 वीं शताब्दी के मध्य में, मशीन उत्पादन पर स्विच करने के लिए पहले प्रयास किए गए थे, जो उन इंजनों के निर्माण की आवश्यकता थी जो स्थानीय ऊर्जा स्रोतों (पानी, हवा, आदि) पर निर्भर नहीं थे। पहला इंजन जिसमें रासायनिक ईंधन की ऊष्मीय ऊर्जा का उपयोग किया गया था, एक भाप वायुमंडलीय मशीन थी जिसे फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी डेनिस पापेन और अंग्रेजी मैकेनिक थॉमस सेवरी के डिजाइनों के अनुसार बनाया गया था। यह मशीन एक यांत्रिक ड्राइव के रूप में सीधे सेवा करने के अवसर से वंचित थी, एक पानी चक्की पहिया (एक आधुनिक तरीके से, एक पानी टरबाइन) इसके साथ जुड़ा हुआ था, जिसे पानी से घुमाया गया था, भाप इंजन बॉयलर से पानी टॉवर के जलाशय में भाप द्वारा निचोड़ा गया। बॉयलर को भाप से गर्म किया गया था, फिर पानी से ठंडा किया गया था: मशीन समय-समय पर संचालित होती थी।

स्टीम इंजन के संचालन का सिद्धांत

एक वास्तविक भाप इंजन इस तरह काम करता है: एक बंद बॉयलर में पानी को एक फोड़ा में लाया जाता है। स्टीम केवल उस छेद से बच सकता है जो एक विशेष पाइप की ओर जाता है।

इस पाइप में, जिसे सिलेंडर कहा जाता है, एक चल पिस्टन है। स्टीम पिस्टन पर दबाता है, और यह कनेक्टिंग रॉड को स्थानांतरित करता है, जो फ्लाईव्हील को बदल देता है।

स्टीम इस काम को करने के बाद, यह वाल्व के माध्यम से और पाइप सिस्टम में चला जाता है।

निश्चित रूप से शक्तिशाली भाप इंजन, एक अत्यंत जटिल संरचना है।

  स्टीम इंजन का सिद्धांत

पिस्टन स्टीम इंजन के सिलेंडर में चर मात्रा के एक या दो गुहाओं में बनता है, जिसमें संपीड़न और विस्तार की प्रक्रिया होती है।

रॉड 2, स्लाइड 3, कनेक्टिंग रॉड 4 और क्रैंक 5 के माध्यम से पिस्टन 1 का संचालन मुख्य शाफ्ट 6 को प्रेषित किया जाता है, जिसमें फ्लाइव्हील 7 होता है, जो शाफ्ट रोटेशन के असमानता को कम करने का कार्य करता है। सनकी जोर की मदद से, मुख्य शाफ्ट पर बैठे सनकी, वाल्व 8 को चलाता है, जो सिलेंडर गुहा में भाप इनलेट को नियंत्रित करता है। सिलेंडर से भाप वायुमंडल में छोड़ा जाता है या कंडेनसर में प्रवेश करता है। अलग-अलग लोड के साथ एक निरंतर शाफ्ट गति बनाए रखने के लिए, भाप इंजन एक केन्द्रापसारक नियामक 9 से लैस होते हैं, जो स्वचालित रूप से भाप प्रवाह के क्रॉस सेक्शन को भाप इंजन (थ्रॉटल कंट्रोल, आकृति में दिखाया गया है), या कट-ऑफ टॉर्क (मात्रात्मक नियंत्रण) में बदल देता है।

  स्टीम इंजन का वर्गीकरण

भाप मशीनों को विभाजित किया जाता है:

नियुक्ति के द्वारा

स्थिर

गैर-स्थिर (मोबाइल और परिवहन)

इस्तेमाल की गई जोड़ी द्वारा

कम दबाव (12 किग्रा / सेमी तक)

मध्यम दबाव (60 किग्रा / सेमी तक)

उच्च दबाव (60 किग्रा / सेमी kg से अधिक)

शाफ्ट की गति से

कम गति (अप करने के लिए 50 आरपीएम, स्टीमर पर)

उच्च गति

उत्पादित भाप के दबाव के अनुसार

संक्षेपण पर (संघनित्र दबाव 0.1-0.2 एटीएम)

निकास (1.1-1.2 एटीएम के दबाव के साथ)

हीटिंग प्रयोजनों के लिए वाष्प निष्कर्षण के साथ या स्टीम टर्बाइन के लिए दबाव 1.2 से 60 एटीएम से चयन के उद्देश्य (हीटिंग, पुनर्जनन, तकनीकी प्रक्रियाओं, अपस्ट्रीम स्टीम टर्बाइन में उच्च अंतर ऑपरेशन) के आधार पर हीटिंग।

सिलेंडर की व्यवस्था करके

क्षैतिज

झुका

खड़ा

सिलेंडर नंबर द्वारा

एकल सिलेंडर

मल्टी सिलेंडर

डबल, बिल्ट, आदि, जिसमें प्रत्येक सिलेंडर को ताजा भाप से आपूर्ति की जाती है

कई विस्तार भाप इंजन जिसमें भाप क्रमिक रूप से 2, 3, 4 मात्रा के बढ़ते सिलेंडर का विस्तार होता है, तथाकथित सिलेंडर से सिलेंडर तक गुजरता है। रिसीवर (कलेक्टर)।

ट्रांसमिशन के प्रकार से, कई विस्तार भाप इंजन को अग्रानुक्रम मशीनों और मिश्रित मशीनों में विभाजित किया जाता है। एक विशेष समूह में प्रत्यक्ष-प्रवाह भाप इंजन होते हैं, जिसमें सिलेंडर गुहा से भाप की रिहाई पिस्टन के किनारे से होती है।

स्टीम इंजन

यह भाप से चलने वाला इंजन है। गर्म पानी द्वारा उत्पादित भाप का उपयोग आंदोलन के लिए किया जाता है। कुछ इंजनों में, भाप का बल सिलेंडर में स्थित पिस्टन को स्थानांतरित करने का कारण बनता है। इस प्रकार एक पारस्परिक गति बनाता है। एक जुड़ा तंत्र आमतौर पर इसे घूर्णी गति में परिवर्तित करता है। लोकोमोटिव (लोकोमोटिव) में पिस्टन इंजन का उपयोग किया जाता है। भाप टरबाइन का उपयोग इंजन के रूप में भी किया जाता है, जो ब्लेड के साथ कई पहियों को घुमाते हुए, प्रत्यक्ष घूर्णी गति प्रदान करता है। भाप टर्बाइन बिजली संयंत्रों और जहाजों के प्रणोदकों के पावर जनरेटर्स। किसी भी भाप इंजन में भाप बॉयलर (बॉयलर) में पानी गर्म करने से उत्पन्न ऊष्मा गति की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। गर्मी की आपूर्ति भट्ठी में या परमाणु रिएक्टर से ईंधन के दहन से की जा सकती है।

भाप इंजन, जैसे कि पहले इंजनों में उपयोग किया जाता था, पानी गर्म होने पर उत्पादित भाप पर काम करता है। एक कोयला या लकड़ी जलाने वाला स्टोव (1) पानी (2) से भरे बॉयलर को गर्म करता है, जिससे भाप बनती है। भाप उगता है और सक्शन कटोरे (3) के माध्यम से सिलेंडर (4) में पाइप के माध्यम से धकेल दिया जाता है, जहां यह पिस्टन (5) के एक रिवर्स आंदोलन का कारण बनता है। पिस्टन-कनेक्टेड लीवर (6) एक स्पूल वाल्व (7) है, जो पहले आउटलेट (8) को बंद करते हुए एक जोड़ी को सिलेंडर में प्रवेश करने की अनुमति देता है (जैसा कि दिखाया गया है)। यह दबाव बनाता है जो पिस्टन को आगे बढ़ाता है और स्पूल वाल्व को ऐसी स्थिति में ले जाता है जहां आउटलेट पोर्ट खुलता है और भाप निकलती है। पहियों की गति पिस्टन को पीछे की ओर ले जाती है, और सब कुछ फिर से शुरू होता है।

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स्टीम इंजन का आविष्कार मानव जाति के औद्योगिक और सार्वभौमिक इतिहास का मोड़ था। XVII-XVIII शताब्दियों के मोड़ पर, पूर्वापेक्षाएँ कम-शक्ति और अक्षम रहने वाले "इंजन", पवन चक्कियों और पानी के पहियों की जगह के लिए दिखाई दीं, जो पूरी तरह से नए प्रकार के तंत्र के साथ थीं - भाप इंजन। यह भाप के इंजन थे जिन्होंने औद्योगिक क्रांति की उपलब्धि और आधुनिक स्तर के प्रौद्योगिकी विकास की उपलब्धि को संभव बनाया।

ऐसा माना जाता है कि पहले स्टीम इंजन का आविष्कार कियास्कॉटिश मैकेनिक जेम्स वाट - यह कुछ भी नहीं है कि शक्ति की अंतरराष्ट्रीय इकाई, वाट, उसके नाम पर है! हालांकि, वास्तव में, वाट ने बहुत सुधार किया और एक नए प्रकार के इंजन का प्रस्ताव किया, और भाप इंजन का इतिहास बहुत पहले ही उत्पन्न हुआ था।

तंत्र को सक्रिय करने के लिए भाप के उपयोग का वर्णन सबसे पहले अलेक्जेंड्रिया के प्राचीन यूनानी वैज्ञानिक हेरॉन ने किया था, जिन्होंने पहली शताब्दी ईस्वी के बारे में काम किया था। ई। यह गेरोन था जिसने प्रसिद्ध इओलिपिल (या "इओला बॉल") का आविष्कार किया था - जो एक धुरी पर तय किया गया था, जिसमें से निकलने वाली नलिका थी। पानी से भरी एक गेंद को आग पर गर्म किया गया था, और नोजल से निकलने वाली भाप ने गोले को रोटेशन में लाया।

बेशक, यह सब एक खिलौने से ज्यादा कुछ नहीं है, लेकिन यह एक सहस्राब्दी और एक आधे से अधिक के लिए भी भूल गया था। गेरोन के बाद पहली बार, एक अरब इंजीनियर और दार्शनिक टैगी-अल-दीनोम ने भाप की शक्ति का उपयोग करने की कोशिश की - 16 वीं शताब्दी में उन्होंने एक भाप टरबाइन का एक प्रोटोटाइप बनाया जिसने एक थूक को घुमाया। लगभग एक सदी बाद - 1615 में - फ्रांसीसी सोलोमन डी कॉक ने एक उपकरण का वर्णन किया है जिसकी मदद से भाप पानी उठा सकती है। और 1629 में, इतालवी जियोवन्नी ब्रांका भी बनाता है टरबाइन जैसी मशीन- गर्म भाप ने ट्यूब को छोड़ दिया और पहिया पर ब्लेड मारा, जिससे पहिया घूमने लगा।

लगभग उसी समय, स्पैनिश इंजीनियर येरोनिमो एयन्स डी ब्यूमोंट ने बनाया सिलेंडर के साथ भाप इंजन  - स्टीम इंजन के सुधार के क्षेत्र में घटनाओं के विकास पर इस तंत्र का कुछ प्रभाव था। और 1663 में, अंग्रेज एडवर्ड सोमरसेट ने कुओं और खानों से पानी उठाने के लिए एक भाप इंजन का वर्णन किया, और बाद में इस आविष्कार के लिए एक पेटेंट प्राप्त किया। समरसेट द्वारा बनाई गई कार ने कुछ समय के लिए एक अंग्रेजी महल में काम किया, लेकिन सबसे अच्छे परिणामों से दूर दिखाया गया।

स्टीम इंजन के विकास में एक बड़ी भूमिका दो लोगों द्वारा निभाई गई थी: फ्रेंचमैन डेनिस पापेन और अंग्रेज थॉमस सावेरी। 17 वीं शताब्दी के मध्य सत्तर के दशक में, पा-पेन ने एक सिलेंडर का आविष्कार किया था जिसमें एक पाउडर विस्फोट की मदद से एक वैक्यूम बनाया गया था, और फिर (1680 में) इस सिलेंडर को भाप से संचालित करने के लिए अनुकूलित किया। सदी के अंत तक, एक फ्रांसीसी वैज्ञानिक ने स्टीम इंजन के एक औद्योगिक मॉडल के निर्माण के लिए संपर्क किया, लेकिन यह सवेरी से आगे था - 1698 में एक अंग्रेज को एक मशीन के लिए पेटेंट मिला, और 1702 में उन्होंने इसके निर्माण के तंत्र का उपयोग पानी उठाने और पंप करने के लिए शुरू किया। हालांकि, इन भाप इंजन बहुत सीमित वितरण थे - वे बहुत अपूर्ण थे।

लेकिन अगर पैपेन और सेवर उपकरणों का इस्तेमाल कम ही किया जाता था, तो इन लोगों ने तकनीक के इतिहास में महत्वपूर्ण भूमिका क्यों निभाई? तथ्य यह है कि इन इंजीनियरों और आविष्कारों के विचारों ने स्टीम इंजन के आधार का गठन किया, जिसे 1712 में अंग्रेज थॉमस न्यूकमेन ने बनाया था। आविष्कारक ने पापेन प्रणाली के सिलेंडर के साथ सावरी डिज़ाइन मशीन को संयोजित किया, जिसके परिणामस्वरूप एक जोड़ी के लिए काम करने वाले एक काफी सही इंजन दिखाई दिया। एक दिलचस्प विवरण: मशीन का नियंत्रण मैन्युअल रूप से किया गया था - इन उद्देश्यों के लिए हमने एक विशेष व्यक्ति को काम पर रखा था, जिसका कार्य वाल्व को एक निश्चित आवृत्ति के साथ खोलना और बंद करना था। जैसा कि किंवदंती है, 1713 में, एक लड़का, हम्फ्री पॉटर, जिसने मशीनों में से एक के लिए काम किया था, को लगा कि वाल्व स्वतंत्र रूप से कैसे काम करते हैं। और केवल 1715 में न्यूकम सिस्टम के स्टीम इंजनों पर एक पूर्ण स्वचालित भाप वितरण प्रणाली दिखाई दी।

यहां दो महत्वपूर्ण टिप्पणियों को बनाना आवश्यक है। सबसे पहले, ऊपर वर्णित सभी। भाप के इंजन वैक्यूम होते हैं  (या वायुमंडलीय)। इस प्रकार की मशीनों में, केवल सिलेंडर को गर्म करने के लिए भाप का उपयोग किया जाता था जिसमें पिस्टन चला जाता था। सिद्धांत सरल है: भाप सिलेंडर में प्रवेश करती है, इसे उच्च तापमान पर गर्म करती है, जिसके बाद सिलेंडर पर ठंडा पानी डाला जाता है। नतीजतन, एक तेज शीतलन होता है, और सिलेंडर में एक वैक्यूम (वैक्यूम) बनता है, जिससे वायुमंडलीय दबाव की कार्रवाई के तहत पिस्टन सिलेंडर में गहराई से काम करता है। दूसरे, इन सभी मशीनों का उपयोग केवल पानी उठाने और हिलाने के लिए किया गया था - यह उन अन्वेषकों के लिए नहीं था, जिनकी मदद से भाप की सहायता से विभिन्न तंत्रों को गति में सेट किया जा सकता है। तो भी न्यूकमन कार  अक्सर स्टीम पंप के रूप में जाना जाता है।

आधी सदी से भी अधिक समय तक, न्यूकम स्टीम इंजन औद्योगिक उपयोग के लिए उपयुक्त एकमात्र तंत्र बने रहे। केवल 1760 की शुरुआत में इस क्षेत्र में प्रगति हुई - हम्फ्रे गेन्सबोरो ने बनाई परिष्कृत भाप इंजनजो, हालांकि, सराहनीय वितरण नहीं मिला। और इस क्षेत्र में एक वास्तविक क्रांति करने के लिए स्कॉटिश इंजीनियर और आविष्कारक जेम्स वाट को नियत किया गया था।

1765 में, वाट ने इस विचार को सामने रखा कि सिलेंडर को ठंडा करना आवश्यक नहीं है, लेकिन वाष्प के दबाव के बल का उपयोग करना बेहतर है, और वैक्यूम नहीं। पहले से ही 1769 में, उन्हें इस आविष्कार के लिए एक पेटेंट मिला था, हालांकि, नई डिज़ाइन मशीन स्वयं केवल 1776 में बनाई गई थी - उस समय, वाट पैसे से तंग था और उसके पास अपने विचारों को लागू करने के लिए कुछ भी नहीं था।

लेकिन जेम्स वाट का सबसे महत्वपूर्ण आविष्कार, जिसने उन्हें प्रसिद्ध बना दिया, केवल 1781 में दिखाई दिया: यह तब था जब इंजीनियर ने बनाया था स्टीम इंजन किसी भी काम को करने में सक्षम। यह पिस्टन के घूमते हुए गति को तथाकथित ग्रहीय तंत्र के उपयोग से चक्का के रोटेशन में परिवर्तित करके संभव बनाया गया था। और 1784 में, वाट के भाप इंजन ने अपना अंतिम रूप प्राप्त कर लिया - एक अधिक सुविधाजनक और सरल क्रैंक तंत्र और इसमें कई छोटे सुधार दिखाई दिए। यह विकास था और इस रूप में जाना जाता है यूनिवर्सल स्टीम इंजन, और अच्छे कारण के लिए: कार जल्द ही कारखानों और पौधों में दिखाई दी, और उन्नीसवीं शताब्दी की शुरुआत में वाट सिस्टम के इंजनों को पहले स्टीम लोकोमोटिव और जहाज पर रखा गया था।

यह दिलचस्प है कि रूस में ऑपरेटिंग स्टीम इंजन (और यहां तक ​​कि एक भी नहीं) बनाया गया था - ये इवान पोलज़ुनोव की प्रसिद्ध कारें हैं, जो 1763 और 1766 के बीच बनाई गई थीं। पोलज़ुनोव के पहले इंजनों ने अच्छे परिणाम दिखाए, और 1764 में धातु फाउंड्री के लिए एक बड़े भाप इंजन का निर्माण शुरू किया गया। निर्माण 1766 में समाप्त हो गया, और आविष्कारक की मृत्यु के बाद लॉन्च किया गया था। दुर्भाग्य से, स्टीम इंजन पोलज़ुनोवा  केवल 42 दिनों के लिए काम किया - एक टूटने के बाद इसका इस्तेमाल बंद हो गया, और कुछ समय बाद इसे खत्म कर दिया गया।

जैसा कि आप देख सकते हैं, स्टीम इंजन का इतिहास जेम्स वाट की खोज के साथ शुरू नहीं होता है, लेकिन यह इस आविष्कारक था जिसने वास्तव में कुशल और सुविधाजनक मशीन बनाई थी जिसका उद्योग और प्रौद्योगिकी के विकास पर बहुत प्रभाव पड़ा। 1882 में इन गुणों के लिए, वाट का नाम शक्ति की इकाई के रूप में जाना गया, जिसे हमें वाट के रूप में जाना जाता है।