Паровая машина

Честь создания паровой машины досталась скромному механику из университета в городе Глазго Джеймсу Уатту (1736 – 1819), который понял то, мимо чего проходили многие инженеры и ученые: 1) паровая рубашка вокруг цилиндра, поддерживающаястенки цилиндра в разогретом состоянии при температуре близкой к температуре поступающего в него пара; 2) конденсация пара в отдельном сосуде – конденсаторе; 3) цилиндр двойного действия; 4) механизм для автоматического парораспределения; 5) преобразование поступательного движения поршня во вращательное движение вала; 6) введение в механизм паровой машины регулятора частоты вращения.

Д.Уаттом было сделано то, что в конечном итоге превратило паровую машину в универсальный промышленный двигатель, способный без непосредственного участия человека превращать тепловую энергию топлива в механическую работу.

Примечание. Джеймс Уатт (James Watt, 1736 - 1819) – великий английский изобретатель, инженер, ученый. В 1769 году получил патент на паровую машину простого действия с конденсатором, в 1782 году получил патент на машину двойного действия. С 1784 г. – член Эдинбургского Королевского общества, с 1785 г. – член Лондонского королевского общества, с 1806 г.- доктор юридических наук, с 1816 г. – член Парижской академии наук.

Принцип действия паровой машины показан на рисунке 4. Работа поршня 1 посредством штока 2, ползуна 3, шатуна 4 и кривошипа 5 передается главному валу 6, несущему маховик 7, который служит для снижения неравномерности вращения вала. Эксцентрик, сидящий на главном валу, с помощью эксцентриковой тяги приводит в движение золотник 8, управляющий впуском пара в полости цилиндра. Пар из цилиндра выпускается в атмосферу или поступает в конденсатор. Для поддержания постоянного числа оборотов вала при изменяющейся нагрузке применяется центробежный регулятор 9, автоматически изменяющий сечение прохода пара, поступающего в цилиндры (дроссельное регулирование), или изменяющий момент отсечки наполнения (количественное регулирование).

Судьба паровой машины - универсального промышленного двигателя была блистательной, она подняла на своих плечах весь XIX век – «век пара», проникла во все отрасли производства, на сухопутный, морской и речной транспорт, произвела настоящую революцию в промышленности и техники, границы и масштабы которой, трудно охарактеризовать в нескольких; словах. Сегодня мы не можем не быть благодарны ей за ее почти двух вековую службу человеку. За этот период мощность паровой машины выросла с 20 до 20000 л.с., коэффициент полезного действия увеличился с 2 до 20%, давление и температура пара достигли 20 МПа и 400⁰С соответственно, число оборотов превысило 1000 оборотов в минуту.

Д.Уатту выпало редкое счастье видеть повсеместное, триумфальное распространение своего главного изобретения жизни. На его памятнике в Вестминстерском аббатстве начертаны слова: «...применив к усовершенствованию паровой машины силу творческого гения, расширил производительность своей страны, увеличил власть человека над природой и занял выдающееся место среди наиболее прославившихся людей науки и истинных благодетелей человечества».

Рисунок 4 – Паровая машина Д.Уатта

Русский историк техники Николай Божерянов писал: «Без преувеличения можно сказать, что все завоевания англичан в Индии меньше обогатили и усилили их, нежели открытия Д.Уатта».