Əlçatan bir enerji mənbəyi kimi su buxarına maraq qədimlərin ilk elmi bilikləri ilə birlikdə ortaya çıxdı. İnsanlar üç min ildir ki, bu enerjini ram etməyə çalışırlar. Bu yolun əsas mərhələləri hansılardır? Kimin düşüncələri və layihələri bəşəriyyətə ondan maksimum istifadə etməyi öyrətdi?

Buxar maşınlarının yaranması üçün ilkin şərtlər

Əmək tutumlu prosesləri asanlaşdıra bilən mexanizmlərə ehtiyac həmişə mövcud olub. Təxminən 18-ci əsrin ortalarına qədər bu məqsədlə yel dəyirmanlarından və su çarxlarından istifadə olunurdu. Külək enerjisindən istifadənin mümkünlüyü birbaşa havanın şıltaqlığından asılıdır. Su çarxlarından istifadə etmək üçün isə çayların kənarında fabriklər tikilməli idi ki, bu da həmişə əlverişli və praktiki deyil. Və hər ikisinin effektivliyi son dərəcə aşağı idi. Əsasən lazım idi yeni motor, asanlıqla idarə olunur və bu mənfi cəhətlərdən məhrumdur.

Buxar maşınlarının ixtirası və təkmilləşdirilməsi tarixi

Buxar maşınının yaradılması bir çox elm adamının çox düşüncəsinin, uğurunun və məyusluğunun nəticəsidir.

Yolun başlanğıcı

Birinci, təcrid olunmuş layihələr sadəcə maraqlı maraqlar idi. Misal üçün, Arximed buxar silahı dizayn etdi, İsgəndəriyyə Heron qədim məbədlərin qapılarını açmaq üçün buxar enerjisindən istifadə edirdi. Tədqiqatçılar işlərdə digər mexanizmləri idarə etmək üçün buxar enerjisinin praktik istifadəsinə dair qeydlər tapırlar Leonardo da Vinçi.

Bu mövzuda ən əhəmiyyətli layihələrə baxaq.

16-cı əsrdə ərəb mühəndisi Tağı əl Din primitiv buxar turbininin dizaynını işləyib hazırladı. Bununla belə, turbin çarxının bıçaqlarına verilən buxar axınının güclü dispersiyasına görə praktiki tətbiqi qəbul etmədi.

Orta əsr Fransasına qayıdaq. Fizik və istedadlı ixtiraçı Denis Papin, bir çox uğursuz layihələrdən sonra, aşağıdakı dizayn üzərində qərar verdi: şaquli silindr su ilə dolduruldu, onun üstündə bir piston quraşdırıldı.

Silindr qızdırıldı, su qaynadı və buxarlandı. Genişlənən buxar pistonu qaldırdı. Yüksəlmənin yuxarı nöqtəsində sabitlənmiş və silindrin soyuması və buxarın kondensasiyası gözlənilmişdir. Buxar qatılaşdıqdan sonra silindrdə vakuum yarandı. Bağlanmasından azad edilən piston atmosfer təzyiqinin təsiri altında vakuuma qaçdı. Məhz iş vuruşu kimi istifadə edilməli olan pistonun bu düşməsi idi.

Beləliklə, pistonun faydalı vuruşu buxarın kondensasiyası və xarici (atmosfer) təzyiqi səbəbindən vakuumun meydana gəlməsinə səbəb oldu.

Çünki buxar mühərriki Papenaəksər sonrakı layihələr kimi onlar da buxar-atmosfer maşınları adlanırdı.

Bu dizaynın çox əhəmiyyətli bir çatışmazlığı var idi - dövrün təkrarlanması təmin edilməmişdir. Denis buxarı silindrdə deyil, ayrı-ayrılıqda buxar qazanında istehsal etmək ideyası ilə çıxış edir.

Denis Papin buxar maşınlarının yaradılması tarixinə çox vacib hissənin - buxar qazanının ixtiraçısı kimi daxil olmuşdur.

Silindrdən kənarda buxar istehsal olunmağa başladığı üçün mühərrikin özü xarici yanma mühərrikinə çevrildi. Amma fasiləsiz işləməyi təmin edən paylama mexanizmi olmadığından bu layihələr praktiki tətbiqi demək olar ki, tapılmadı.

Buxar maşınlarının inkişafında yeni mərhələ

Təxminən 50 ildir ki, kömür mədənlərində su vurmaq üçün istifadə olunurdu. Thomas Newcomen buxar nasosu.Əsasən əvvəlki dizaynları təkrarladı, lakin çox vacib yeni elementləri - qatılaşdırılmış buxarı çıxarmaq üçün boru və artıq buxarı buraxmaq üçün təhlükəsizlik klapanını ehtiva etdi.

Onun əhəmiyyətli dezavantajı silindrin ya buxar vurulmasından əvvəl qızdırılmalı, ya da qatılaşmadan əvvəl soyudulmalı idi. Lakin bu cür mühərriklərə ehtiyac o qədər yüksək idi ki, onların aşkar səmərəsizliyinə baxmayaraq, bu maşınların son nüsxələri 1930-cu ilə qədər xidmət etdi.

1765-ci ildə İngilis mexaniki James Watt, Newcomenin maşınını təkmilləşdirməyə başlayanda, kondensatoru buxar silindrindən ayırdı.

Silindiri daim qızdırmaq mümkün oldu. Maşının səmərəliliyi dərhal artdı. Sonrakı illərdə Watt modelini əhəmiyyətli dərəcədə təkmilləşdirəcək, onu bu və ya digər tərəfdən buxar vermək üçün bir cihazla təchiz edəcəkdir.

Bu maşından təkcə nasos kimi deyil, həm də müxtəlif maşınları idarə etmək mümkün oldu. Vatt öz ixtirası üçün patent aldı - davamlı buxar mühərriki. Bu maşınların kütləvi istehsalına başlanır.

19-cu əsrin əvvəllərində İngiltərədə 320 Vatt-dan çox buxar mühərrikləri işləyirdi. Digər Avropa ölkələri onları almağa başladı. Bu, həm İngiltərənin özündə, həm də qonşu ölkələrdə bir çox sənaye sahələrində sənaye istehsalının əhəmiyyətli dərəcədə artmasına kömək etdi.

Vattdan iyirmi il əvvəl Rusiyada layihə üzərində işləyir buxar mühərriki Altay mexaniki İvan İvanoviç Polzunov işləyirdi.

Zavod rəhbərliyi onu əritmə sobasının üfleyicisini idarə edəcək aqreqat qurmağa dəvət etdi.

Onun tikdiyi dəzgah iki silindrli idi və ona qoşulmuş qurğunun fasiləsiz işləməsini təmin edirdi.

Bir ay yarımdan çox uğurla işlədikdən sonra qazan sızdı. Polzunov özü də bu vaxta qədər həyatda deyildi. Maşın təmir olunmayıb. Və tək rus ixtiraçısının gözəl yaradıcılığı unudulmuşdu.

O dövrdə Rusiyanın geri qalmasına görə dünya İ.İ.Polzunovun ixtirasından çox gec xəbər tutdu...

Beləliklə, bir buxar mühərrikini idarə etmək üçün buxar qazanının istehsal etdiyi buxarın genişlənməsi və piston və ya turbin bıçaqlarına basması lazımdır. Və sonra onların hərəkəti digər mexaniki hissələrə ötürülürdü.

Nəqliyyatda buxar maşınlarının istifadəsi

O dövrün buxar maşınlarının səmərəliliyi 5% -dən çox olmamasına baxmayaraq, 18-ci əsrin sonlarında kənd təsərrüfatında və nəqliyyatda fəal şəkildə istifadə olunmağa başladı:

• Fransada buxarla işləyən avtomobil peyda olur;
• ABŞ-da Filadelfiya və Burlinqton şəhərləri arasında gəmi fəaliyyətə başlayır;
• İngiltərədə buxarla işləyən dəmir yolu lokomotivi nümayiş etdirildi;
• Saratov quberniyasından olan rus kəndlisi 20 at gücünə malik tırtıllı traktora patent alıb. ilə;
• Bir neçə dəfə buxar mühərriki olan bir təyyarə düzəltməyə cəhd edildi, lakin təəssüf ki, bu bölmələrin aşağı gücü və təyyarənin böyük çəkisi bu cəhdləri uğursuz etdi.

19-cu əsrin sonlarında cəmiyyətin texniki tərəqqisində öz rolunu oynayan buxar maşınları öz yerini elektrik mühərriklərinə verdi.

21-ci əsrdə buxar cihazları

20-21-ci əsrlərdə yeni enerji mənbələrinin meydana çıxması ilə yenidən buxar enerjisindən istifadə ehtiyacı yaranır. Buxar turbinləri atom elektrik stansiyalarının ayrılmaz hissəsinə çevrilir. Onları gücləndirən buxar nüvə yanacağından əldə edilir.

Bu turbinlərdən kondensasiya edən istilik elektrik stansiyalarında da geniş istifadə olunur.

Bir sıra ölkələrdə günəş enerjisindən istifadə etməklə buxar hasil etmək üçün təcrübələr aparılır.

Porşenli buxar maşınları da unudulmayıb. Dağlıq ərazilərdə lokomotiv kimi Buxar lokomotivlərindən hələ də istifadə olunur.

Bu etibarlı işçilər həm daha təhlükəsiz, həm də daha ucuzdur. Onların elektrik xətlərinə ehtiyacı yoxdur və yanacaq - odun və ucuz kömür hər zaman əlindədir.

Müasir texnologiyalar atmosferə atılan tullantıların 95%-ə qədərini tutmağa və səmərəliliyi 21%-ə çatdırmağa imkan verir ki, insanlar hələlik onlardan ayrılmamaq qərarına gəliblər və yeni nəsil buxar lokomotivləri üzərində işləyirlər.

Bu mesaj sizin üçün faydalı olsaydı, sizi görməyə şad olardım

Buxar mühərrikinin iş prinsipi

İçindəkilər

annotasiya

1. Nəzəri hissə

1.1 Zaman zənciri

1.2 Buxar mühərriki

1.2.1 Buxar qazanı

1.2.2 Buxar turbinləri

1.3 Buxar mühərrikləri

1.3.1 İlk paroxodlar

1.3.2 İkitəkərlilərin doğulması

1.4 Buxar maşınlarının tətbiqi

1.4.1 Buxar maşınlarının üstünlükləri

1.4.2 Səmərəlilik

2. Praktiki hissə

2.1 Mexanizmin konstruksiyası

2.2 Maşını və onun səmərəliliyini artırmaq yolları

2.3 Anket

Nəticə

Biblioqrafiya

Ərizə

buxar mühərrikifaydalı fəaliyyət

annotasiya

Bu elmi iş 32 vərəqdən ibarətdir, nəzəri hissə, praktiki hissə, tətbiq və nəticədən ibarətdir. Nəzəri hissədə siz buxar maşınlarının və mexanizmlərinin iş prinsipi, onların tarixi və həyatda istifadəsinin rolu ilə tanış olacaqsınız. Praktik hissə evdə buxar mexanizminin layihələndirilməsi və sınaqdan keçirilməsi prosesini ətraflı təsvir edir. Bu elmi iş xidmət edə bilər bariz nümunədir iş və buxar enerjisindən istifadə.

Giriş

Təbiətin istənilən şıltaqlığına tabe olan, maşınların əzələ qüvvəsi və ya su təkərləri və yel dəyirmanlarının gücü ilə idarə olunduğu dünya - bu, buxar maşını yaradılmazdan əvvəl texnologiya dünyası idi.Hətta qədim zamanlarda insanlar belə bir axarın fərqinə vardılar. alov qoyulmuş qabdan çıxan su buxarı yoluna çıxan maneəni (məsələn, bir vərəq) yerindən tərpətməyə qadirdir.Bu, insanı buxardan işləyən maye kimi necə istifadə etmək barədə düşünməyə vadar edirdi. Bunun nəticəsində bir çox təcrübələrdən sonra bir buxar maşını meydana çıxdı.Və tüstü bacaları, buxar maşınları və turbinləri, parovozları və paroxodları olan fabrikləri - insanın yaratdığı bütün mürəkkəb və güclü buxar texnologiyası dünyasını təsəvvür edin.Buxar maşını praktiki olaraq idi. yeganə universal mühərrik idi və bəşəriyyətin inkişafında böyük rol oynamışdır.İxtira Buxar maşını nəqliyyat vasitələrinin gələcək inkişafı üçün təkan rolunu oynamışdır. Yüz il ərzində o, çox yönlü olması onu fabriklərdə, dəmir yollarında və donanmada istifadə etməyə imkan verən yeganə sənaye mühərriki idi.Buxar maşınının ixtirası iki dövrün qovşağında dayanan böyük bir irəliləyişdir. Və əsrlər sonra bu ixtiranın tam əhəmiyyəti daha kəskin şəkildə hiss olunur.

Hipotez:

Öz əlinizlə buxarla işləyən sadə bir mexanizm qurmaq mümkündürmü?

İşin məqsədi: buxar üzərində hərəkət edə bilən mexanizmin layihələndirilməsi.

Tədqiqatın məqsədi:

1. Elmi ədəbiyyatı öyrənin.

2. Buxarla işləyən sadə mexanizm dizayn edin və qurun.

3. Gələcəkdə səmərəliliyin artırılması imkanlarını nəzərdən keçirin.

Bu elmi iş orta məktəb və bu mövzu ilə maraqlananlar üçün fizika dərslərində bələdçi rolunu oynayacaqdır.

1. TeoRetik hissəsi

Buxar mühərriki, buxar qazanından gələn su buxarının potensial enerjisinin pistonun qarşılıqlı hərəkəti və ya şaftın fırlanma hərəkəti ilə mexaniki işə çevrildiyi istilik porşenli mühərrikdir.

Buxar, su və termal yağlarla birlikdə qızdırılan maye və ya qaz halında işləyən maye ilə istilik sistemlərində ümumi soyuduculardan biridir. Su buxarı bir sıra üstünlüklərə malikdir, o cümlədən istifadənin asanlığı və çevikliyi, aşağı toksiklik və texnoloji prosesə əhəmiyyətli miqdarda enerji vermək imkanı. O, soyuducu suyun müxtəlif avadanlıq elementləri ilə birbaşa təmasını əhatə edən müxtəlif sistemlərdə istifadə edilə bilər, enerji xərclərini azaltmağa, emissiyaları azaltmağa və tez bir zamanda geri qaytarmağa kömək edir.

Enerjinin saxlanması qanunu təcrid olunmuş (qapalı) fiziki sistemin enerjisinin zamanla saxlandığını bildirən, empirik şəkildə qurulmuş təbiətin əsas qanunudur. Başqa sözlə desək, enerji yoxdan yarana və yoxa çıxa bilməz, yalnız bir formadan digərinə keçə bilər. Fundamental nöqteyi-nəzərdən, Noether teoreminə görə, enerjinin saxlanması qanunu zamanın homojenliyinin nəticəsidir və bu mənada universaldır, yəni çox fərqli fiziki təbiətli sistemlərə xasdır.

1.1 Zaman zənciri

4000 BC e. - təkəri insan icad etdi.

3000 BC e. - İlk yollar Qədim Romada yaranıb.

2000-ci il e. - təkər bizə daha tanış bir görünüş qazandı. İndi onun bir hub, bir halqası və onları birləşdirən dişlilər var.

1700 BC e. - taxta bloklarla döşənmiş ilk yollar meydana çıxdı.

312 BC e. - İlk daş yollar Qədim Romada çəkilib. Daş işlərinin qalınlığı bir metrə çatırdı.

1405 - ilk yaz at arabaları meydana çıxdı.

1510 - at arabası divarları və damı olan bir gövdə əldə etdi. Sərnişinlər səyahət zamanı özlərini pis hava şəraitindən qoruya biliblər.

1526 - Alman alimi və rəssamı Albrecht Durer insanların əzələ gücü ilə işləyən "atsız araba" üçün maraqlı bir layihə hazırladı. Vaqonun kənarında gedən insanlar xüsusi tutacaqları fırladıblar. Bu fırlanma qurd mexanizmi vasitəsilə vaqonun təkərlərinə ötürülürdü. Təəssüf ki, araba hazırlanmadı.

1600 - Simon Stevin küləyin təsiri altında hərəkət edən təkərlər üzərində yaxta düzəltdi. Bu, ilk atsız araba dizaynı oldu.

1610 - vaqonlar iki əhəmiyyətli təkmilləşdirməyə məruz qaldı. Birincisi, səyahət zamanı sərnişinləri sarsıdan etibarsız və çox yumşaq kəmərlər polad yaylarla əvəz olundu. İkincisi, at qoşquları təkmilləşdirildi. İndi at arabanı boynu ilə deyil, sinəsi ilə çəkdi.

1649 - Əvvəllər bir şəxs tərəfindən bükülmüş yayının hərəkətverici qüvvə kimi istifadəsi ilə bağlı ilk sınaqlar aparıldı. Yayla idarə olunan vaqon Nürnberqdə Johann Hautsch tərəfindən inşa edilmişdir. Ancaq tarixçilər bu məlumatı şübhə altına alırlar, çünki böyük bir bulaq əvəzinə vaqonun içərisində mexanizmi hərəkətə gətirən bir adam oturmuşdu.

1680 - böyük şəhərlərdə at sürmənin ilk nümunələri meydana çıxdı ictimai nəqliyyat.

1690 - Nürnberqli Stefan Farffler əl ilə fırlanan iki tutacaqdan istifadə edərək hərəkət edən üç təkərli araba yaratdı. Bu sürücü sayəsində araba dizayneri ayaqlarından istifadə etmədən bir yerdən başqa yerə hərəkət edə bilirdi.

1698 - İngilis Tomas Saveri ilk buxar qazanını qurdu.

1741 - Rus özünü öyrədən mexanik Leonti Lukyanoviç Şamşurenkov Nijni Novqorod əyalət idarəsinə "özünü idarə edən uşaq arabasının" təsviri ilə "hesabat" göndərdi.

1769 - Fransız ixtiraçı Cugnot dünyanın ilk buxar avtomobilini düzəltdi.

1784 - Ceyms Vatt ilk buxar maşınını yaratdı.

1791 - İvan Kulibin iki sərnişini yerləşdirə bilən üç təkərli özüyeriyən vaqon dizayn etdi. Sürücü pedal mexanizmi ilə həyata keçirilirdi.

1794 - Cugnotun buxar mühərriki başqa bir mexaniki maraq kimi "maşınlar, alətlər, modellər, rəsmlər və bütün sənət və sənətkarlıq növlərinin təsvirləri anbarına" təhvil verildi.

1800 - belə bir fikir var ki, məhz bu il dünyada ilk velosiped Rusiyada tikilib. Onun müəllifi serf Efim Artamonov idi.

1808 - Paris küçələrində ilk fransız velosipedi peyda oldu. O, ağacdan hazırlanmışdı və iki təkəri birləşdirən çarxdan ibarət idi. Müasir velosipeddən fərqli olaraq onun sükanı və ya pedalı yox idi.

1810 - Amerika və Avropa ölkələrində vaqon sənayesi yaranmağa başladı. Böyük şəhərlərdə bütöv küçələr və hətta məhəllələr vaqon istehsalçıları tərəfindən məskunlaşdı.

1816 - Alman ixtiraçısı Karl Fridrix Dris müasir velosipedə bənzəyən maşın yaratdı. Şəhərin küçələrində görünən kimi o, "çalışan maşın" adını aldı, çünki sahibi ayaqları ilə itələyərək, əslində yerlə qaçırdı.

1834 - Parisdə M.Hakuet tərəfindən hazırlanmış yelkənli ekipajın sınaqları aparıldı. Bu ekipajın hündürlüyü 12 m olan mast var idi.

1868 - güman edilir ki, bu il müasir motosikletin prototipi fransız Erne Michaud tərəfindən yaradılmışdır.

1871 - Fransız ixtiraçısı Louis Perrault velosiped üçün buxar mühərriki hazırladı.

1874 - Rusiyada buxar təkərli traktor quruldu. Prototip kimi İngilis avtomobili "Evelyn Porter" istifadə edilmişdir.

1875 - Parisdə ilk buxar mühərriki Amadeus Bdlli-nin nümayişi keçirildi.

1884 - Amerikalı Louis Copland ön təkərin üstündə quraşdırılmış buxar mühərriki ilə motosiklet düzəltdi. Bu dizayn 18 km/saata qədər sürətlənə bilirdi.

1901 - Rusiyada Moskvanın "Dux" velosiped zavodu tərəfindən sərnişin buxar avtomobili hazırlanmışdır.

1902 - Leon Serpollet buxar maşınlarından birində 120 km/saat sürətlə dünya rekordu qoydu.

Bir il sonra o, növbəti rekorda imza atıb - 144 km/saat.

1905 - Amerikalı F. Marriott buxar avtomobilində sürəti 200 km keçib.

1.2 Buxarmühərrik

Buxar gücü ilə idarə olunan mühərrik. Suyun qızdırılması nəticəsində yaranan buxar hərəkət üçün istifadə olunur. Bəzi mühərriklərdə buxarın gücü silindrlərdə yerləşən pistonları hərəkət etməyə məcbur edir. Bu, qarşılıqlı hərəkət yaradır. Birləşdirilmiş mexanizm adətən onu fırlanan hərəkətə çevirir. Buxar lokomotivləri pistonlu mühərriklərdən istifadə edir. Buxar turbinləri də bir sıra təkərləri bıçaqlarla fırlatmaqla birbaşa fırlanma hərəkətini təmin edən mühərriklər kimi istifadə olunur. Buxar turbinləri elektrik stansiyasının generatorları və gəmi pervaneleri. İstənilən buxar maşınında suyun buxar qazanında (qazanda) qızdırılması nəticəsində yaranan istilik hərəkət enerjisinə çevrilir. İstilik sobada yanacağın yanmasından və ya nüvə reaktorundan gələ bilər. Tarixdəki ilk buxar mühərriki mədənləri su basan suyu çıxarmaq üçün istifadə edilən bir nasos növü idi. 1689-cu ildə Tomas Saveri tərəfindən icad edilmişdir. Konstruksiyası çox sadə olan bu maşında buxar az miqdarda suya kondensasiya olunub və bunun hesabına qismən vakuum yaranıb, bunun sayəsində mədən şaxtasından su sorulub. 1712-ci ildə Tomas Nyukomen buxarla idarə olunan porşenli nasos icad etdi. 1760-cı illərdə James Watt Newcomenin dizaynını təkmilləşdirdi və daha səmərəli buxar mühərrikləri yaratdı. Tezliklə fabriklərdə maşın sürmək üçün istifadə olunmağa başladılar. 1884-cü ildə ingilis mühəndisi Çarlz Parson (1854-1931) ilk praktiki buxar turbinini icad etdi. Onun dizaynları o qədər təsirli idi ki, onlar tezliklə elektrik stansiyalarında pistonlu buxar mühərriklərini əvəz etməyə başladılar. Buxar maşınları sahəsində ən heyrətamiz nailiyyət tamamilə qapalı, mikroskopik buxar maşınının yaradılması idi. Yapon alimləri onu inteqral sxemlərin hazırlanmasında istifadə olunan üsullardan istifadə edərək yaradıblar. Elektrikli qızdırıcı elementdən keçən kiçik bir cərəyan bir damla suyu buxara çevirir, bu da pistonu hərəkətə gətirir. İndi alimlər bu cihazın hansı sahələrdə praktik tətbiq tapa biləcəyini kəşf etməlidirlər.

Buxar mühərrikinin ixtira edilməsi prosesi, texnologiyada tez-tez baş verdiyi kimi, demək olar ki, bir əsr davam etdi, buna görə də bu hadisə üçün tarix seçimi olduqca ixtiyaridir. Bununla belə, texnoloji inqilaba səbəb olan sıçrayışın şotlandiyalı Ceyms Vatt tərəfindən həyata keçirildiyini heç kim inkar etmir.

İnsanlar qədim zamanlardan bəri buxardan işləyən maye kimi istifadə etməyi düşünürlər. Ancaq yalnız XVII-XVIII əsrlərin sonunda. buxardan istifadə edərək faydalı iş çıxarmağın yolunu tapmağı bacardı. Buxarın insanın xidmətinə verilməsi üçün ilk cəhdlərdən biri 1698-ci ildə İngiltərədə edildi: ixtiraçı Saverinin maşını minaları boşaltmaq və su vurmaq üçün nəzərdə tutulmuşdu. Düzdür, Saverinin ixtirası hələ sözün tam mənasında mühərrik deyildi, çünki əl ilə açılıb-bağlanan bir neçə klapandan başqa onun hərəkət edən hissələri yox idi. Saverinin maşını belə işləyirdi: əvvəlcə möhürlənmiş çən buxarla dolduruldu, daha sonra çənin xarici səthi soyuq su ilə soyudularaq buxar kondensasiya olundu və çəndə qismən vakuum yarandı. Bundan sonra su - məsələn, şaftın altından - suqəbuledici boru vasitəsilə tanka soruldu və buxarın növbəti hissəsi daxil olduqdan sonra atıldı.

Porşenli ilk buxar mühərriki 1698-ci ildə fransız Denis Papin tərəfindən qurulmuşdur.Su porşenlə şaquli silindrin içərisində qızdırılır və nəticədə yaranan buxar pistonu yuxarı itələyirdi. Buxar soyuduqca və kondensasiya olunduqca, piston atmosfer təzyiqinin təsiri altında aşağıya doğru hərəkət etdi. Bloklar sistemi vasitəsilə Papenin buxar mühərriki müxtəlif mexanizmləri, məsələn, nasosları idarə edə bilirdi.

Daha təkmil maşın 1712-ci ildə ingilis dəmirçi Tomas Nyukomen tərəfindən hazırlanmışdır. Papinin maşınında olduğu kimi, piston şaquli silindrdə hərəkət etdi. Qazandan çıxan buxar silindrin altına girdi və pistonu yuxarı qaldırdı. Silindr içərisinə soyuq su vurulduqda buxar qatılaşdı, silindrdə vakuum yarandı və atmosfer təzyiqinin təsiri altında piston aşağı düşdü. Bu tərs vuruş silindrdən suyu çıxardı və yelləncək kimi hərəkət edən rokçu qoluna qoşulmuş zəncir vasitəsilə nasos çubuğunu yuxarı qaldırdı. Piston vuruşunun dibində olduqda, buxar yenidən silindrə daxil oldu və nasos çubuğuna və ya rokçu qoluna bərkidilmiş əks çəkinin köməyi ilə piston ilkin vəziyyətinə qalxdı. Bundan sonra dövr təkrarlandı.

Newcomen maşını Avropada 50 ildən çoxdur ki, geniş istifadə olunurdu. 1740-cı illərdə 2,74 m uzunluğunda və 76 sm diametrli silindrli bir maşın növbə ilə işləyən 25 kişi və 10 atdan ibarət bir komandanın bir həftədə tamamladığı işi bir gündə tamamladı. Və hələ də onun səmərəliliyi olduqca aşağı idi.

Sənaye inqilabı özünü ən bariz şəkildə İngiltərədə, ilk növbədə toxuculuq sənayesində göstərdi. Parçaların tədarükü ilə sürətlə artan tələbat arasındakı uyğunsuzluq ən yaxşı dizayn şüurlarını əyirmə və toxuculuq maşınlarının inkişafına cəlb etdi. Cartwright, Kay, Crompton və Hargreaves adları ingilis texnologiyası tarixində əbədi olaraq qalacaq. Lakin onların yaratdıqları əyirmə və toxuculuq maşınlarına davamlı və bərabər şəkildə (bu, su çarxının təmin edə bilmədiyi) keyfiyyətcə yeni, universal mühərrik lazım idi ki, maşınları biristiqamətli fırlanma hərəkətinə keçirsin. Məhz burada məşhur mühəndis, "Qrinokdan olan sehrbaz" Ceyms Uottun istedadı bütün parlaqlığı ilə ortaya çıxdı.

Uott Şotlandiyanın Qrinok şəhərində gəmiqayırmaçı ailəsində anadan olub. Qlazqoda emalatxanalarda şagird kimi işləyən Ceyms ilk iki ildə qravüraçı, riyazi, geodeziya, optik alətlər və müxtəlif naviqasiya alətlərinin istehsalı üzrə usta ixtisaslarına yiyələnir. Professor əmisinin məsləhəti ilə Ceyms yerli universitetə ​​mexanik kimi daxil olur. Məhz burada Vatt buxar maşınları üzərində işləməyə başladı.

James Watt, Newcomenin buxar-atmosfer mühərrikini təkmilləşdirməyə çalışdı, ümumiyyətlə, yalnız su vurmaq üçün uyğun idi. Ona aydın idi ki, Newcomenin maşınının əsas çatışmazlığı silindrin qızdırılması və soyudulmasıdır. 1765-ci ildə Watt, kondensasiyadan əvvəl buxar bir klapanlı bir boru kəməri vasitəsilə ayrıca bir çənə yönləndirilərsə, silindrin daim isti qala biləcəyi fikrini irəli sürdü. Bundan əlavə, Watt, nəhayət, buxar-atmosfer mühərrikini buxar mühərrikinə çevirən daha bir neçə təkmilləşdirmə etdi. Məsələn, o, pistonun qarşılıqlı hərəkətini əsas şaftın fırlanma hərəkətinə çevirən bir menteşə mexanizmini - "Vatt paraleloqramı" (bağlantıların bir hissəsi - onun tərkibinə daxil olan qolları - paraleloqram təşkil etdiyi üçün belə adlanır) icad etdi. İndi dəzgahlar fasiləsiz işləyə bilirdi.

1776-cı ildə Wattın maşını sınaqdan keçirildi. Onun səmərəliliyi Newcomen maşınından iki dəfə yüksək idi. 1782-ci ildə Watt ilk universal ikiqat fəaliyyət göstərən buxar mühərrikini yaratdı. Buxar silindrə növbə ilə pistonun bir tərəfindən, sonra digər tərəfdən daxil oldu. Buna görə də, piston buxarın köməyi ilə həm işçi, həm də geri dönmə vuruşunu etdi, əvvəlki maşınlarda belə deyildi. İkiqat fəaliyyət göstərən buxar mühərrikində porşen çubuğu çəkmə və itələmə hərəkətini yerinə yetirdiyinə görə, yalnız dartma qüvvəsinə cavab verən zəncirlər və rokçu qolların əvvəlki idarəedici sistemi yenidən işlənməli idi. Vatt birləşdirilmiş çubuqlar sistemini inkişaf etdirdi və piston çubuğunun qarşılıqlı hərəkətini fırlanma hərəkətinə çevirmək üçün planetar mexanizmdən istifadə etdi, buxar təzyiqini ölçmək üçün ağır volan, mərkəzdənqaçma sürət tənzimləyicisi, diskli klapan və manometrdən istifadə etdi. Vattın patentləşdirilmiş “fırlanan buxar mühərriki” əvvəlcə əyiricilik və toxuculuq fabriklərində, daha sonra isə digər sənaye müəssisələrində geniş istifadə edilmişdir. Wattın mühərriki istənilən maşın üçün uyğun idi və özüyeriyən mexanizmlərin ixtiraçıları bundan tez istifadə edirdilər.

Watt-ın buxar mühərriki həqiqətən əsrin ixtirası idi və sənaye inqilabının başlanğıcını qeyd etdi. Lakin ixtiraçı bununla da dayanmadı. Qonşular bir neçə dəfə Vatın çəmənlikdə atların xüsusi seçilmiş çəkiləri çəkərək yarışmasını heyrətlə seyr etdilər. Güc vahidi belə ortaya çıxdı - At gücü, sonradan universal tanınma aldı.

Təəssüf ki, maliyyə çətinlikləri artıq yetkinlik yaşına çatmış Vattı geodeziya tədqiqatları aparmağa, kanalların tikintisində işləməyə, limanlar və marinalar tikməyə və nəhayət, tezliklə tam maliyyə çöküşünə məruz qalan sahibkar Con Rebeklə iqtisadi köləlik ittifaqına girməyə məcbur etdi.

Mən tək kömür və su ilə yaşayıram və hələ də 100 mil / saat sürətlə getmək üçün kifayət qədər enerjim var! Bu, buxar lokomotivinin edə biləcəyi şeydir. Bu nəhəng mexaniki dinozavrlar indi dünyanın əksər dəmir yollarında nəsli kəsilsə də, buxar texnologiyası insanların qəlbində yaşayır və buna bənzər lokomotivlər hələ də bir çox tarixi dəmir yollarında turistik yerlər kimi xidmət edir.

İlk müasir buxar maşınları 18-ci əsrin əvvəllərində İngiltərədə icad edildi və sənaye inqilabının başlanğıcı oldu.

Bu gün yenidən buxar enerjisinə qayıdırıq. Yanma prosesinin dizayn xüsusiyyətlərinə görə, buxar mühərriki mühərrikdən daha az çirklənmə yaradır daxili yanma. Bu video yazıda bunun necə işlədiyinə baxın.

Qədim buxar mühərriki nə ilə işləyirdi?

Ağlınıza gələn hər şeyi etmək üçün enerji lazımdır: skeytbord sürmək, təyyarə sürmək, alış-verişə getmək və ya küçədə avtomobil sürmək. Bu gün nəqliyyat üçün istifadə etdiyimiz enerjinin çox hissəsi neftdən gəlir, lakin bu, həmişə belə deyildi. 20-ci əsrin əvvəllərinə qədər kömür qatarlardan və gəmilərdən tutmuş, Rayt qardaşlarının ilk rəqibi olan amerikalı alim Samuel P. Langley tərəfindən ixtira edilmiş uğursuz buxar təyyarələrinə qədər hər şeyi enerji ilə təmin edən dünyanın seçim yanacağı idi. Kömürün özəlliyi nədir? Yerin daxilində çoxlu sayda var, buna görə də nisbətən ucuz və geniş yayılmışdı.

Kömür üzvi kimyəvi maddədir, yəni karbon elementinə əsaslanır. Kömür milyonlarla il ərzində ölü bitki qalıqlarının qayaların altında basdırılması, təzyiq altında sıxılması və Yerin daxili istisi ilə bişirilməsi zamanı əmələ gəlir. Buna görə də onu qalıq yanacaq adlandırırlar. Kömür parçaları həqiqətən enerji parçalarıdır. Onların içindəki karbon, kimyəvi bağlar adlanan birləşmələrdə hidrogen və oksigen atomlarına bağlanır. Yanğında kömür yandırdığımız zaman bağlar qırılır və enerji istilik şəklində buraxılır.

Kömürdə benzin, dizel və kerosin kimi daha təmiz qazlı yanacaqların kiloqramı üçün təxminən yarısı qədər enerji var - bu, buxar mühərriklərinin çox yanmasının səbəblərindən biridir.

Buxar mühərrikləri epik geri dönüşə hazırdırmı?

Bir zamanlar buxar mühərriki ən yüksək hökmranlıq edirdi - bildiyiniz kimi əvvəlcə qatarlarda və ağır traktorlarda, amma sonda avtomobillərdə. Bu gün bunu başa düşmək çətindir, lakin 20-ci əsrin əvvəllərində ABŞ-da avtomobillərin yarıdan çoxu buxarla işləyirdi. Buxar mühərriki o qədər inkişaf etmişdi ki, 1906-cı ildə Stanley Rocket adlı buxar mühərriki hətta quru sürət rekordunu da - saatda 127 mil sürətə çatdırdı!

İndi siz düşünə bilərsiniz ki, buxar mühərriki yalnız daxili yanma mühərrikləri (ICE) hələ mövcud olmadığı üçün uğur qazandı, amma əslində buxar mühərrikləri və ICE avtomobilləri eyni vaxtda inkişaf etdirildi. Mühəndislər artıq buxar mühərrikləri ilə işləmək üçün 100 illik təcrübəyə malik olduqlarından, buxar mühərriki kifayət qədər güclü işə başlamışdı. Əl krank mühərrikləri bədbəxt operatorların əllərini qırdığı halda, 1900-cü ilə qədər buxar mühərrikləri tam avtomatlaşdırıldı - və muftasız və ya sürət qutusu olmadan (daxili yanma mühərrikinin porşen vuruşundan fərqli olaraq buxar daimi təzyiq təmin edir) idarə etmək çox asandır. Yeganə xəbərdarlıq odur ki, qazanın istiləşməsi üçün bir neçə dəqiqə gözləmək lazım idi.

Ancaq bir neçə qısa ildən sonra Henri Ford gəlib hər şeyi dəyişəcəkdi. Buxar mühərriki texniki cəhətdən daxili yanma mühərrikindən üstün olsa da, istehsal olunan Fordların qiymətinə uyğun gələ bilmədi. Buxar avtomobil istehsalçıları dişliləri dəyişdirməyə və avtomobillərini premium, lüks məhsullar kimi bazara çıxarmağa çalışdılar, lakin 1918-ci ilə qədər Ford Model T Steinley Steamer-dən (o dövrdə ən populyar buxar avtomobili) altı dəfə ucuz oldu. 1912-ci ildə elektrik starter mühərrikinin meydana çıxması və daxili yanma mühərriklərinin səmərəliliyinin daim yaxşılaşdırılması ilə çox keçmədi ki, buxar mühərriki yollarımızdan itdi.

Təzyiq altında

Son 90 il ərzində buxar mühərrikləri yox olmaq ərəfəsində qaldı və nəhəng heyvanlar köhnə avtomobil sərgilərində nümayiş olundu, lakin başqa çox şey deyil. Bununla belə, arxa planda tədqiqatlar sakitcə irəliləyirdi - qismən elektrik enerjisi istehsalı üçün buxar turbinlərindən asılılığımıza görə, həm də bəzi insanlar buxar mühərriklərinin əslində daxili yanma mühərriklərindən üstün ola biləcəyinə inandıqlarına görə.

ICE-lərin özünəməxsus çatışmazlıqları var: onlar qalıq yanacaq tələb edir, çoxlu çirklənmə yaradır və səs-küylüdür. Buxar mühərrikləri isə çox səssizdir, çox təmizdir və demək olar ki, istənilən yanacaqdan istifadə edə bilir. Buxar mühərrikləri, daimi təzyiqləri sayəsində, heç bir ötürmə tələb etmir - siz istirahətdə anında maksimum fırlanma anı və sürətlənmə əldə edirsiniz. Dayanmağın və işə salmağın böyük miqdarda yanacaq sərf etdiyi şəhər sürmələri üçün buxar mühərriklərinin davamlı gücü çox maraqlı ola bilər.

Texnologiya 1920-ci illərdən bəri çox böyük bir yol keçmişdir - ilk növbədə, biz indi material ustaları. Orijinal buxar maşınları istilik və təzyiqə tab gətirmək üçün nəhəng, ağır qazanlar tələb edirdi və nəticədə hətta kiçik buxar maşınları da bir neçə ton ağırlığında idi. Müasir materiallarla buxar mühərrikləri öz qohumları kimi yüngül ola bilər. Müasir bir kondensator və bir növ qazan-buxarlandırıcı əlavə edin və siz dəqiqələrlə deyil, saniyələrlə ölçülən layiqli səmərəlilik və istiləşmə müddətləri olan bir buxar mühərriki qura bilərsiniz.

IN son illər bu nailiyyətlər birləşərək bəzi maraqlı inkişaflar yaratdı. 2009-cu ildə Britaniya komandası buxarla işləyən küləyin sürəti saatda 148 mil olan yeni rekord qoydu və nəhayət, 100 ildən artıqdır ki, Stenli raketinin rekordunu qırdı. 1990-cı illərdə Volkswagen-in Enginion adlı elmi-tədqiqat bölməsi, səmərəliliyinə görə daxili yanma mühərriki ilə müqayisə oluna bilən, lakin daha az emissiyaya malik buxar mühərriki hazırladığını söylədi. Son illərdə Cyclone Technologies şirkəti daxili yanma mühərrikindən iki dəfə səmərəli buxar mühərriki hazırladığını iddia edir. Ancaq bu günə qədər heç bir mühərrik kommersiya avtomobilinə yol tapmayıb.

İrəli gedərkən, buxar mühərriklərinin nə vaxtsa daxili yanma mühərrikindən uzaqlaşa bilməsi ehtimalı azdır, yalnız Big Oil-in nəhəng sürətinə görə. Ancaq bir gün, nəhayət, şəxsi nəqliyyatın gələcəyinə ciddi nəzər salmaq qərarına gəldikdə, bəlkə də buxar enerjisinin sakit, yaşıl, sürüşən lütfü ikinci bir şans əldə edəcək.

Dövrümüzün buxar maşınları

Texnologiya.

İnnovativ enerji. Hazırda nanoFlowcell® mobil və stasionar proqramlar üçün ən innovativ və ən güclü enerji saxlama sistemidir. Adi akkumulyatorlardan fərqli olaraq, nanoFlowcell® maye elektrolitlər (bi-ION) şəklində enerji ilə təmin edilir və onları hüceyrənin özündən uzaqda saxlamaq olar. Bu texnologiyaya malik avtomobilin egzozu su buxarıdır.

Adi axın hüceyrəsi kimi, müsbət və mənfi yüklü elektrolitik mayelər iki rezervuarda ayrıca saxlanılır və adi axın hüceyrəsi və ya yanacaq elementi kimi, ayrı-ayrı dövrlərdə bir çevirici (nanoFlowcell sisteminin faktiki elementi) vasitəsilə vurulur.

Burada iki elektrolit zənciri yalnız keçirici membranla ayrılır. İon mübadiləsi müsbət və mənfi elektrolit məhlulları çevirici membranın hər iki tərəfində bir-birindən keçən kimi baş verir. Bu, bi-iona bağlanan kimyəvi enerjini elektrik enerjisinə çevirir və bu, elektrik enerjisi istehlakçılarına birbaşa verilir.

Hidrogen vasitələri kimi, nanoFlowcell elektrik nəqliyyat vasitələrinin istehsal etdiyi "egzoz" su buxarıdır. Bəs gələcək elektrik avtomobillərinin su buxarı emissiyaları ekoloji cəhətdən təmizdirmi?

Elektrik hərəkətliliyinin tənqidçiləri alternativ enerji mənbələrinin ətraf mühitə uyğunluğunu və davamlılığını getdikcə daha çox şübhə altına alırlar. Bir çoxları üçün elektrikli avtomobil sürücüləri sıfır emissiyalı sürücülük və ətraf mühitə zərərli texnologiyalar arasında orta səviyyəli kompromisdir. Adi litium-ion və ya metal hidrid batareyaları nə davamlıdır, nə də ekoloji cəhətdən uyğundur - nə istehsal, nə istifadə, nə də təkrar emal üçün, hətta reklamda sırf "e-mobillik" nəzərdə tutulsa belə.

nanoFlowcell Holdings də tez-tez nanoFlowcell texnologiyasının və bi-ion elektrolitlərinin davamlılığı və ətraf mühitə uyğunluğu haqqında soruşulur. Həm nanoFlowcell özü, həm də onu gücləndirmək üçün lazım olan bi-ION elektrolit məhlulları ekoloji cəhətdən təmiz xammaldan ekoloji cəhətdən təmiz şəkildə istehsal olunur. Əməliyyat zamanı nanoFlowcell texnologiyası tamamilə toksik deyil və heç bir şəkildə sağlamlığa zərər vermir. Az duzlu sulu məhluldan (suda həll olunan üzvi və mineral duzlar) və faktiki enerji daşıyıcılarından (elektrolitlərdən) ibarət olan Bi-ION, istifadə və emal zamanı da ekoloji cəhətdən təmizdir.

Elektrikli avtomobildə nanoFlowcell sürücüsü necə işləyir? Kimi benzinli maşın, elektrolit məhlulu nanoflowcell olan elektrik vasitəsində istehlak edilir. Nanobudaq (əsl axın hüceyrəsi) daxilində bir müsbət və bir mənfi yüklü elektrolit məhlulu hüceyrə membranı boyunca vurulur. Reaksiya - ion mübadiləsi - müsbət və mənfi yüklü elektrolit məhlulları arasında baş verir. Beləliklə, bi-ionların tərkibində olan kimyəvi enerji elektrik enerjisi şəklində buraxılır və daha sonra elektrik mühərriklərini idarə etmək üçün istifadə olunur. Bu, elektrolitlərin membrandan pompalandığı və reaksiya verdiyi müddətdə baş verir. Nanoflowcell ilə QUANTiNO sürücüsü vəziyyətində, bir elektrolit maye rezervuarı 1000 kilometrdən çox məsafə üçün kifayətdir. Boşaldıqdan sonra tank doldurulmalıdır.

Nanoflowcell olan elektrik avtomobili hansı “tullantı” yaradır? Tipik daxili yanma mühərrikli nəqliyyat vasitəsində, qalıq yanacaqların (benzin və ya dizel) yanması nəticəsində təhlükəli işlənmiş qazlar əmələ gəlir - əsasən karbon qazı, azot oksidləri və kükürd dioksid - onların yığılması bir çox tədqiqatçı tərəfindən iqlim dəyişikliyinin səbəbi kimi müəyyən edilmişdir. dəyişmək. Bununla belə, nanoFlowcell avtomobilinin idarə edərkən buraxdığı yeganə emissiyalar - hidrogenlə işləyən avtomobil kimi - demək olar ki, tamamilə sudur.

Nanoseldə ion mübadiləsi baş verdikdən sonra bi-ION elektrolit məhlulunun kimyəvi tərkibi demək olar ki, dəyişməz qaldı. O, artıq reaktiv deyil və yenidən doldurula bilmədiyi üçün "xərclənmiş" sayılır. Buna görə də, nanoFlowcell texnologiyasının elektrik avtomobilləri kimi mobil tətbiqləri üçün nəqliyyat vasitəsi hərəkət edərkən həll edilmiş elektrolitin mikroskopik şəkildə buxarlanması və sərbəst buraxılması qərara alındı. 80 km/saatdan yuxarı sürətlərdə tullantı elektrolitik maye anbarı sürücü enerjisi ilə idarə olunan generatordan istifadə edərək son dərəcə incə sprey başlıqları vasitəsilə boşaldılır. Elektrolitlər və duzlar mexaniki olaraq əvvəlcədən süzülür. Hazırda təmizlənmiş suyun soyuq su buxarı (mikro-incə duman) şəklində buraxılması ətraf mühitə tam uyğundur. Filtr təxminən hər 10 q dəyişdirilir.

Bu texniki həllin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, avtomobilin çəni normal sürmə zamanı boşaldılır və nasosa ehtiyac olmadan asanlıqla və tez doldurula bilir.

Bir az daha mürəkkəb olan alternativ həll, sərf edilmiş elektrolit məhlulunu ayrı bir çəndə toplamaq və təkrar emala göndərməkdir. Bu həll oxşar nanoFlowcell stasionar tətbiqləri üçün nəzərdə tutulub.

Bununla belə, indi bir çox tənqidçilər yanacaq hüceyrələrində hidrogenin çevrilməsi zamanı və ya nanodiversiya halında elektrolitik mayenin buxarlanmasından çıxan bu növ su buxarının nəzəri olaraq iqlim dəyişikliyinə təsir göstərə bilən istixana qazı olduğunu irəli sürür. . Belə şayiələr necə yaranır?

Su buxarı emissiyalarına onların ekoloji əhəmiyyəti baxımından baxırıq və geniş istifadə nəticəsində nə qədər daha çox su buxarının gözlənilə biləcəyini soruşuruq. Nəqliyyat vasitəsiənənəvi sürücü texnologiyaları ilə müqayisədə nanoflowcell ilə və bu H2O emissiyalarının mənfi təsir göstərib-göstərmədiyini öyrənin mühit.

Ən vacib təbii istixana qazları - CH 4, O 3 və N 2 O ilə birlikdə - su buxarı və CO 2. Karbon qazı və su buxarı qlobal iqlimin qorunmasında inanılmaz dərəcədə vacibdir. Yerə çatan günəş radiasiyası udulur və yeri qızdırır, bu da öz növbəsində atmosferə istilik yayır. Lakin bu yayılan istiliyin çoxu Yer atmosferindən kosmosa geri qaçır. Karbon dioksid və su buxarı istixana qazlarının xüsusiyyətlərinə malikdir və bütün yayılan istiliyin kosmosa geri qaçmasının qarşısını alan "qoruyucu təbəqə" təşkil edir. Təbii kontekstdə bu istixana effekti Yer üzündə yaşamağımız üçün çox vacibdir - karbon qazı və su buxarı olmasaydı, Yer atmosferi həyata düşmən olardı.

İstixana effekti yalnız gözlənilməz insan müdaxiləsi təbii dövrü pozduqda problemli olur. İnsanlar təbii olaraq yaranan istixana qazları ilə yanaşı, qalıq yanacaqları yandıraraq atmosferdə daha çox istixana qazlarının konsentrasiyasına səbəb olduqda, yer atmosferinin istiləşməsini artırır.

Biosferin bir hissəsi olan insanlar öz mövcudluğu ilə istər-istəməz ətraf mühitə və deməli, iqlim sisteminə təsir göstərirlər. Daş dövründən başlayaraq Yer kürəsinin əhalisinin daimi artması və köçəri həyatdan əkinçilik və heyvandarlığa keçidlə bağlı bir neçə min il əvvəl yaşayış məskənlərinin yaradılması artıq iqlimə öz təsirini göstərmişdir. Dünyadakı orijinal meşələrin və meşələrin təxminən yarısı kənd təsərrüfatı məqsədləri üçün təmizlənmişdir. Meşələr okeanlarla birlikdə su buxarının əsas istehsalçılarıdır.

Su buxarı atmosferdə istilik radiasiyasının əsas uducudur. Su buxarı atmosferin kütləsinin orta hesabla 0,3%-ni, karbon qazı isə cəmi 0,038%-ni təşkil edir ki, bu da o deməkdir ki, su buxarı atmosferdəki istixana qazlarının kütləsinin 80%-ni (həcmcə təqribən 90%) və 36-nı təşkil edir. 66%-ə qədər, yer üzündə mövcudluğumuzu təmin edən ən vacib istixana qazıdır.

Cədvəl 3: Ən əhəmiyyətli istixana qazlarının atmosferə töhfəsi və temperatur artımının mütləq və nisbi töhfəsi (Zittel)

BUHAR DÖNÜŞ MÜHriki və BUHAR AXSİAL PİSTONLU MÜHriki

Buxar fırlanan mühərrik (fırlanan tipli buxar mühərriki) inkişafı hələ lazımi inkişaf almamış unikal güc maşınıdır.

Bir tərəfdən, fırlanan mühərriklərin müxtəlif dizaynları 19-cu əsrin son üçdə birində mövcud idi və hətta yaxşı işləyirdi, o cümlədən elektrik enerjisi yaratmaq və hər cür obyektləri gücləndirmək üçün dinamoları idarə etmək üçün. Lakin belə buxar maşınlarının (buxar maşınlarının) keyfiyyəti və istehsalının dəqiqliyi çox primitiv idi, ona görə də onların səmərəliliyi və gücü aşağı idi. O vaxtdan bəri kiçik buxar maşınları keçmişdə qaldı, lakin həqiqətən təsirsiz və perspektivsiz porşenli buxar mühərrikləri ilə yanaşı, yaxşı perspektivləri olan buxar fırlanan mühərriklər də keçmişin bir şeyinə çevrildi.

Əsas səbəb odur ki, 19-cu əsrin sonlarının texnologiyası səviyyəsində həqiqətən yüksək keyfiyyətli, güclü və davamlı fırlanan mühərrik hazırlamaq mümkün deyildi.
Buna görə də, bütün müxtəlif buxar maşınları və buxar maşınlarından yalnız bu gün ölkəmizdə elektrik enerjisinin təxminən 75% -ni istehsal edən nəhəng gücə malik (20 MVt və yuxarıdan) buxar turbinləri bu günə qədər təhlükəsiz və aktiv şəkildə sağ qalmışdır. Yüksək güclü buxar turbinləri həmçinin raket daşıyan döyüş sualtı qayıqlarındakı nüvə reaktorlarından və böyük Arktik buzqıran gəmilərdən enerji təmin edir. Ancaq bunların hamısı nəhəng maşınlardır. Buxar turbinləri ölçüləri azaldıqca bütün səmərəliliyini kəskin şəkildə itirir.

…. Məhz buna görə də dünyada ucuz bərk yanacağın və müxtəlif sərbəst yanan tullantıların yanmasından əldə edilən buxarla səmərəli işləyə biləcək gücü 2000 - 1500 kVt-dan (2 - 1,5 mVt) aşağı olan güclü buxar maşınları və buxar maşınları yoxdur. .
Məhz bu gün texnologiyanın bu boş sahəsində (və məhsul təchizatına böyük ehtiyacı olan tamamilə çılpaq, lakin kommersiya nişində), buxar fırlanan mühərrikləri buxar fırlanan mühərrikləri öz ehtiyaclarını ala bilər və etməlidirlər. layiqli yer. Onlara isə təkcə bizdə ehtiyac on və on minlərlədir... Xüsusilə avtonom enerji istehsalı və müstəqil enerji təchizatı üçün kiçik və orta gücə malik maşınlar iri şəhərlərdən uzaq ərazilərdə yerləşən kiçik və orta müəssisələrə lazımdır. iri elektrik stansiyaları: - kiçik mişar zavodlarında, uzaq şaxtalarda, tarla düşərgələrində və meşə sahələrində və s. və s.
…..

..
Fırlanan buxar maşınlarını ən yaxın qohumlarından - pistonlu buxar maşınları və buxar turbinləri şəklində olan buxar maşınlarından daha yaxşı edən amillərə baxaq.
… — 1) Fırlanan mühərriklər pistonlu mühərriklər kimi müsbət yerdəyişmə güc maşınlarıdır. Bunlar. onlar güc vahidi üçün az buxar sərfiyyatına malikdirlər, çünki buxar onların iş boşluqlarına vaxtaşırı və buxar turbinlərində olduğu kimi daimi, bol axınla deyil, ciddi dozalı porsiyalarla verilir. Buna görə də buxar fırlanan mühərriklər çıxış gücü vahidinə görə buxar turbinlərindən qat-qat qənaətlidir.
— 2) Fırlanan buxar mühərrikləri əməliyyatın tətbiq qoluna malikdir qaz qüvvələri(fırlanma momenti qolu) pistonlu buxar mühərriklərindən əhəmiyyətli dərəcədə (bir neçə dəfə) böyükdür. Buna görə də onların inkişaf etdirdiyi güc buxar porşenli mühərriklərdən xeyli yüksəkdir.
— 3) Fırlanan buxar mühərrikləri pistonlu buxar mühərriklərindən daha uzun bir vuruşa malikdir, yəni. buxarın daxili enerjisinin böyük hissəsini faydalı işə çevirmək qabiliyyətinə malikdirlər.
— 4) Buxar fırlanan mühərrikləri doymuş (yaş) buxarda effektiv şəkildə işləyə bilər, buxarın əhəmiyyətli bir hissəsinin birbaşa buxar fırlanan mühərrikin iş bölmələrində suya kondensasiyasına imkan verməkdə çətinlik çəkmədən. Bu da buxar fırlanan mühərrikdən istifadə edən buxar elektrik stansiyasının səmərəliliyini artırır.
— 5 ) Buxar fırlanan mühərriklər ənənəvi lokomotiv tipli buxar maşınlarının çox aşağı sürətli porşenli mühərriklərindən (dəqiqədə 200-600 dövrə) fərqli olaraq, elektrik enerjisi istehsalı üçün optimal sürət olan dəqiqədə 2-3 min dövriyyə sürətində işləyir. , və ya çox yüksək sürətli turbinlərdən (dəqiqədə 10-20 min inqilab).

Eyni zamanda, texnoloji cəhətdən buxar fırlanan mühərriklərin istehsalı nisbətən sadədir, bu da onların istehsal xərclərini nisbətən aşağı edir. İstehsal etmək olduqca bahalı olan buxar turbinlərindən fərqli olaraq.

BELƏ, BU MƏQALƏNİN QISA XÜLASƏSİ — buxar fırlanan mühərrik yanan bərk yanacağın və yanan tullantıların istiliyindən buxar təzyiqini mexaniki gücə və elektrik enerjisinə çevirmək üçün çox effektiv buxar elektrik maşınıdır.

Bu saytın müəllifi artıq buxar fırlanan mühərriklərin dizaynının müxtəlif aspektləri üzrə ixtiralar üçün 5-dən çox patent alıb. Gücü 3 ilə 7 kVt arasında olan bir sıra kiçik fırlanan mühərriklər də istehsal edilmişdir. Hazırda gücü 100-dən 200 kVt-a qədər olan buxar fırlanan mühərriklərin dizaynı aparılır.
Ancaq fırlanan mühərriklərin "ümumi çatışmazlığı" var - kiçik mühərriklər üçün çox mürəkkəb, miniatür və istehsalı bahalı olan mürəkkəb möhürlər sistemi.

Eyni zamanda, saytın müəllifi pistonların əks-hərəkəti ilə buxar eksenel pistonlu mühərriklər hazırlayır. Bu tənzimləmə, bir piston sistemindən istifadə üçün bütün mümkün sxemlərin ən enerji qənaətli variantıdır.
Kiçik ölçülü bu mühərriklər fırlanan mühərriklərdən bir qədər daha ucuz və sadədir və istifadə etdikləri möhürlər ən ənənəvi və ən sadədir.

Aşağıda əks porşenli hərəkəti olan kiçik eksenel pistonlu boksçu mühərrikinin istifadə edildiyi bir video var.

Hazırda belə 30 kVt-lıq eksenel porşenli əks mühərrik istehsal olunur. Mühərrikin ömrünün bir neçə yüz min iş saatı olacağı gözlənilir, çünki buxar mühərrikinin sürəti daxili yanma mühərrikinin sürətindən 3-4 dəfə aşağıdır, sürtünmə cütü “porşen-silindr” ion-plazma nitridləşməsinə məruz qalır. vakuum mühiti və sürtünmə səthlərinin sərtliyi 62-64 vahiddir.H.R.C. Nitridləmə üsulu ilə səthin bərkidilməsi prosesi haqqında ətraflı məlumat üçün bax.

Budur əks hərəkət edən pistonlu oxşar eksenel pistonlu boksçu mühərrikinin iş prinsipinin animasiyası.