蒸汽机的演示原理上传pdf

  学校名称 大型蒸汽机的功能原理演示 作者姓名： 作者班级： 作者学号： 2012.12.25 大型蒸汽机的功能原理演示 大型蒸汽机的功能原理演示 1.蒸汽机的发展历史 蒸汽提水机 萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，在 1698 年取得标名为“矿工之友”的英 国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽 冷凝而形成真空。打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水 阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽 时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作， 可连续排水。 大气式蒸汽机 纽科门及其助手卡利在 1705 年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称 为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国，后来在欧洲大陆得到迅速推广，它的改型产 品直到19 世纪初还在制造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，这主要是由于蒸汽进入汽 缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推 广。 瓦特蒸汽机 1764 年，英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时，注 意到了这一缺点，并于1765 年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机，并于1769 年 取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵，为了从凝汽 器中抽除凝结水和空气，瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层，用蒸汽加热汽缸壁， 以减少冷凝损失。 高压蒸汽机 1800 年，英国的特里维西克设计了课安装在较大车体上的高压蒸汽机。1803 年，他把 它用来推动在一条环形轨道上开动的机车，找来喜欢新奇玩意儿的人乘坐，向他们收费，这 就是机车的雏型。英国的史蒂芬孙将机车一直在改进，于 1829 年创造了“火箭”号蒸汽机车， 该机车拖带一节载有30 位乘客的车厢，时速达46 公里/时，引起了各国的重视，开创了铁 1 大型蒸汽机的功能原理演示 路时代。 蒸汽机的发展在20 世纪初达到了顶峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、 制造和维修方便等优点，因此曾被大范围的使用在电站、工厂、机车和船舶等所有的领域中，特别在 军舰上成了当时唯一的原动机。 2.蒸汽机的构造和工作原理 蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和 飞轮等部分所组成。汽缸和底座是静止部分。 （见下图） 在蒸汽锅炉中，通过燃烧过程水沸腾为蒸汽。通过管道蒸汽被送到汽缸。阀门 控制蒸汽到达汽缸的时间，经主汽阀和节流阀进入滑阀室，受滑阀控制交替地进入 汽缸的左侧或右侧，推动活塞运动。蒸汽在汽缸内推动活塞做功，冷却的蒸汽通过 管道被引入冷凝器重新凝结为水。这样的一个过程在蒸汽机运动时不断重复。 一般的蒸汽机有三个汽缸组成一个组。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船 轴的旋转运动。现在新造的蒸汽机中还包含了一个小的涡轮机，从汽缸中出来的蒸 汽还可通过它的余热在推动这个涡轮机来提高整个驱动装置的效率。这个涡轮机 也与船的螺旋浆轴相连。 锅炉室把水加热,当水受热气化后变成水蒸汽,同时体积膨胀,靠巨大的气压来 推动活塞运动,产生机械能,其中有一定的装置主要是类似活塞式抽水机中的凡尔,控 制蒸汽推动活塞往复动动,再通过曲柄连杆机构把活塞的往复动动转化成转动.以此 来推动各种设备作功。 下面的示意图展示了活塞式蒸汽机的主要部件。这是用在蒸汽机车中的典型蒸汽机。 2 大型蒸汽机的功能原理演示 在工作的时候，滑动阀负责让高压蒸汽进入汽缸两面。而阀门的控制杆通常钩在连 接十字头的联动装置上，因此十字头的运动也使阀门滑动。（在蒸汽机车上，这个联 动装置也能够让机师将火车往回开。） 3.蒸汽机的优缺点 现代蒸汽机的最大的优点是它几乎能利用所有的燃料将热能转化为机械能。 不像内燃机那样，它对其燃料不挑剔。此外没有蒸汽机的话原子能无法被使用。原 子反应堆即不直接产生机械能，又不直接产生电能，原子反应堆实际上只是加热水， 这个水被沸腾后的蒸汽通过蒸汽机来转化为有用的功。蒸汽不一定需要通过燃烧来 产生，比如使用太阳能聚热器也可以产生蒸汽推动蒸汽机 蒸汽机的弱点是：离不开锅炉，整个装置既笨重又庞大；新蒸汽的压力和温度 不能过高，排气压力不能过低，热效率难以提高；它是一种往复式机器，惯性力限 制了转速的提高；工作过程是不连续的，蒸汽的流量受到限制，也就限制了功率的 提高。 4.蒸汽机的未来 蒸汽机向着节能的方向发展， 节能蒸汽机，又名蒸汽发生器，燃气蒸箱等，是从锅炉原理和结构衍生出的一 种小型常压蒸汽设备，自 2002 年全国第一台节能蒸汽机诞生到今天已经走过了 10 个年头有余，从最初的立式循环冷凝换热结构到现如今卧式循环冷凝换热结构+余热 回收技术；从最初的火排负压燃烧到现如今的鸭嘴喷射燃烧；从最初的电子控制装 置到现如今的西门子 PLC,伺服控制管理系统；从最初的自由组装到现如今的模块化拼 装…热利用率大幅度提高，故障率大幅度降低。 3 大型蒸汽机的功能原理演示 参考资料： 1.节能蒸汽机的发展与未来/news/487.html 2./view/18878.htm 3.博文网/steam.htm 4

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