蒸汽机的活塞为什么能往复?

来源：学生作业帮编辑：神马作文网作业帮分类：物理作业时间：2024/11/11 23:34:55

蒸汽机的活塞为什么能往复?
活塞也许靠蒸汽可以前进,但如何后退以完成往复?

蒸汽机按蒸汽在活塞一侧或两侧工作,可分为单作用和双作用式；按汽缸布置方式,可分为立和卧式；按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀,可分为单胀式和多胀式；按蒸汽在汽缸中的流向,可分为回流式和单流式；按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式.
简单蒸汽机主要由汽缸、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组成,汽缸和底座是静止部分.从锅炉来的新蒸汽,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.
蒸汽机的发展首先体现在功率和效率的提高,而这又主要取决于蒸汽参数的提高.初期蒸汽机的蒸汽压力仅为0.11～0.13兆帕,19世纪初才达到0.35～0.7兆帕,20世纪20年代曾用到6～10兆帕.在蒸汽温度上,19世纪末还不超过250℃,而到20世纪30年代曾用到450～480℃.
至于效率,瓦特初期连续运转的蒸汽机,按燃料热值计总效率不超过3％；到1840年,最好的凝汽式蒸汽机总效率可达8％；到20世纪,蒸汽机最高效率可达到20％以上.
在转速方面,18世纪末瓦特蒸汽机仅40～50转/分；20世纪初转速达到100～300转/分,个别蒸汽机曾达到2500转/分.在功率方面,最初单机功率仅几马力,20世纪初的一台船用蒸汽机的功率可达25000马力.
随着蒸汽参数和功率的提高,蒸汽已不可能在一个汽缸中继续膨胀,还必须在相连接的汽缸中继续膨胀,于是出现了多级膨胀的蒸汽机.蒸汽机因受到润滑油闪点的限制,所用蒸汽的最高温度一般都不超过400℃,机车,船用等移动式蒸汽机还略低一些,多数不高于350℃.考虑到膨胀的可能性和结构的经济性,常用压力在2.5兆帕以下.蒸汽参数受到限制,从而也限制了蒸汽机功率的进一步提高.
蒸汽机的出现和改进促进了社会经济的发展,但同时经济的发展反过来又向蒸汽机提出了更高的要求,如要求蒸汽机功率大、效率高、重量轻、尺寸小等.尽管人们对蒸汽机作过许多改进,不断扩大它的使用范围和改善它的性能,但是随着汽轮机和内燃机的发展,蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落.
[编辑本段]【技术】
锅炉
锅炉分两种：
火管造型被用在早期的船只和蒸汽机车的锅炉中.在火管式锅炉中,从燃烧室出来的热烟通过烟道由烟囱排出.这种锅炉需要一个比较高的烟囱.
水管造型的水由热气通过多个管道加热.这些管道在交换器的顶部流入一个蒸汽集合腔.水管锅炉的一个重要优点是它在破坏时造成的危险比较小,原因是因为锅炉里的水的量比较小,此外锅炉里没有多少会被磨损的运动的机械组成部分,一些水管锅炉在排烟道上还有一个热交换器来提高整个锅炉的热效率.

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