Паровой мини двигатель: Высокие технологии мини паровой двигатель промышленных мощностей Local After-Sales Service

Содержание

Высокие технологии мини паровой двигатель промышленных мощностей Local After-Sales Service

О продукте и поставщиках:

Исследуй массив. Коллекция мини паровой двигатель на Alibaba.com. Вы можете купить. мини паровой двигатель различной номинальной мощности и различных видов топлива .. мини паровой двигатель также подходят для бытового и промышленного использования. Эти продукты пригодятся в различных отраслях промышленности, таких как фармацевтическая, текстильная, пищевая, строительная и т. Д.

мини паровой двигатель на Alibaba.com работают с использованием газа / угля / нефти / электроэнергии. Изделие изготовлено из высококачественной стали, предотвращающей ржавление при длительном использовании. Температура на выходе составляет от 170 до 350 градусов Цельсия. Файл. Параметры стиля мини паровой двигатель бывают вертикальными и горизонтальными. Рабочее давление, номинальная мощность, номинальное напряжение и другие подобные характеристики зависят от использования и отрасли. Тип конструкции - водяная труба или пожарная труба. Вывод. мини паровой двигатель - это горячая вода или пар. Основными преимуществами продуктов являются быстрая сборка, меньшая площадь пола, автоматизированная панель управления и т. Д. Тип циркуляции, давление, теплоемкость, материал, применение являются важными факторами при покупке.

мини паровой двигатель имеют большие поверхности нагрева и высокую тепловую эффективность. Они также обеспечивают чистое сгорание, сводя к минимуму возникающее загрязнение. Файл. мини паровой двигатель также имеют несколько мер безопасности. Например, защита от утечек, двойной регулируемый контроллер давления, предохранительный клапан полного подъема и т. Д. мини паровой двигатель просты в эксплуатации, экономичны, портативны и очень эффективны. Продукция соответствует международным стандартам и имеет несколько сертификатов.

Возьмите захватывающее. мини паровой двигатель предлагает сделки с Alibaba.com и обеспечивает максимальную отдачу от ваших инвестиций. Если да. мини паровой двигатель поставщик, заключите сделку по крупным заказам. Посетите сейчас и получите доступ к продуктам мирового класса.

Чертежи парового двигателя своими руками

Паровой двигатель начал свою экспансию еще в начале 19-го века. И уже в то время строились не только большие агрегаты для промышленных целей, но также и декоративные. В большинстве своем их покупателями были богатые вельможи, которые хотели позабавить себя и своих детишек. После того как паровые агрегаты плотно вошли в жизнь социума, декоративные двигатели начали применяться в университетах и школах в качестве образовательных образцов.

Паровые двигатели современности

В начале 20-го века актуальность паровых машин начала падать. Одной из немногих компаний, которые продолжили выпуск декоративных мини-двигателей, стала британская фирма Mamod, которая позволяет приобрести образец подобной техники даже сегодня. Но стоимость таких паровых двигателей легко переваливает за две сотни фунтов стерлингов, что не так и мало для безделушки на пару вечеров. Тем более для тех, кто любит собирать всяческие механизмы самостоятельно, гораздо интереснее создать простой паровой двигатель своими руками.

Устройство двигателя очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Что же, перейдем от теоретической части к более увлекательным вещам. Если вам интересно делать что-то своими руками, и вас удивляют столь экзотичные машины, то эта статья именно для вас, в ней мы с радостью расскажем о различных способах того, как собрать двигатель своими руками паровой. При этом сам процесс создания механизма дарит радость не меньшую, чем его запуск.

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Итак, начнем. Соберем самый простой паровой двигатель своими руками. Чертежи, сложные инструменты и особые знания при этом не нужны.

Для начала берем алюминиевую банку из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

На расстоянии 1,5 см от верхнего края полученного «стакана» необходимо сделать два отверстия друг напротив друга. Желательно для этого использовать дырокол, так как необходимо, чтобы они получились в диаметре не менее 3 мм. На дно банки кладем декоративную свечку. Теперь берем обычную столовую фольгу, мнем ее, после чего оборачиваем со всех сторон нашу мини-горелку.

Мини-сопла

Далее нужно взять кусок медной трубки длиной 15-20 см. Важно, чтобы внутри она была полой, так как это будет наш главный механизм приведения конструкции в движение. Центральную часть трубки оборачивают вокруг карандаша 2 или 3 раза, так, чтобы получилась небольшая спираль.

Теперь необходимо разместить этот элемент так, чтобы изогнутое место размещалось непосредственно над фитилем свечки. Для этого придаем трубке формы буквы «М». При этом выводим участки, которые опускаются вниз, через проделанные отверстия в банке. Таким образом, медная трубка жестко фиксируется над фитилем, а ее края являются своеобразными соплами. Для того чтобы конструкция могла вращаться, необходимо отогнуть противоположные концы «М-элемента» на 90 градусов в разные стороны. Конструкция парового двигателя готова.

Запуск двигателя

Банку размещают в емкости с водой. При этом необходимо, чтобы края трубки находились под ее поверхностью. Если сопла недостаточно длинные, то можно добавить на дно банки небольшой грузик. Но будьте осторожны — не потопите весь двигатель.

Теперь необходимо заполнить трубку водой. Для этого можно опустить один край в воду, а вторым втягивать воздух как через трубочку. Опускаем банку на воду. Поджигаем фитиль свечки. Через некоторое время вода в спирали превратится в пар, который под давлением будет вылетать из противоположных концов сопел. Банка начнет вращаться в емкости достаточно быстро. Вот такой у нас получился двигатель своими руками паровой. Как видите, все просто.

Модель парового двигателя для взрослых

Теперь усложним задачу. Соберем более серьезный двигатель своими руками паровой. Для начала необходимо взять банку из-под краски. При этом следует убедиться, что она абсолютно чистая. На стенке на 2-3 см от дна вырезаем прямоугольник с размерами 15 х 5 см. Длинная сторона размещается параллельно дну банки. Из металлической сетки вырезаем кусок площадью 12 х 24 см. С обоих концов длинной стороны отмеряем 6 см. Отгибаем эти участки под углом 90 градусов. У нас получается маленький «столик-платформа» площадью 12 х 12 см с ногами по 6 см. Устанавливаем полученную конструкцию на дно банки.

По периметру крышки необходимо сделать несколько отверстий и разместить их в форме полукруга вдоль одной половины крышки. Желательно, чтобы отверстия имели диаметр около 1 см. Это необходимо для того, чтобы обеспечить надлежащую вентиляцию внутреннего пространства. Паровой двигатель не сможет хорошо работать, если к источнику огня не будет попадать достаточное количество воздуха.

Основной элемент

Из медной трубки делаем спираль. Необходимо взять около 6 метров мягкой медной трубки диаметром 1/4-дюйма (0,64 см). От одного конца отмеряем 30 см. Начиная с этой точки, необходимо сделать пять витков спирали диаметром 12 см каждая. Остальную часть трубы изгибают в 15 колец диаметром по 8 см. Таким образом, на другом конце должно остаться 20 см свободной трубки.

Оба вывода пропускают через вентиляционные отверстия в крышке банки. Если окажется, что длины прямого участка недостаточно для этого, то можно разогнуть один виток спирали. На установленную заранее платформу кладут уголь. При этом спираль должна размещаться как раз над этой площадкой. Уголь аккуратно раскладывают между ее витками. Теперь банку можно закрыть. В итоге мы получили топку, которая приведет в действие двигатель. Своими руками паровой двигатель почти сделан. Осталось немного.

Емкость для воды

Теперь необходимо взять еще одну банку из-под краски, но уже меньшего размера. В центре ее крышки сверлят отверстие диаметром в 1 см. Сбоку банки проделывают еще два отверстия — одно почти у дна, второе — выше, у самой крышки.

Берут два корка, в центре которых проделывают отверстие с диаметров медной трубки. В один корок вставляют 25 см пластиковой трубы, в другой — 10 см, так, чтобы их край едва выглядывал из пробок. В нижнее отверстие малой банки вставляют корок с длинной трубкой, в верхнее — более короткую трубку. Меньшую банку размещаем на большой банке краски так, чтобы отверстие на дне было на противоположной стороне от вентиляционных проходов большой банки.

Результат

В итоге должна получиться следующая конструкция. В малую банку заливается вода, которая через отверстие в дне вытекает в медную трубку. Под спиралью разжигается огонь, который нагревает медную емкость. Горячий пар поднимается по трубке вверх.

Для того чтобы механизм получился завершенным, необходимо присоединить к верхнему концу медной трубки поршень и маховик. В итоге тепловая энергия горения будет преобразовываться в механические силы вращения колеса. Существует огромное количество различных схем для создания такого двигателя внешнего сгорания, но во всех них всегда задействованы два элемента — огонь и вода.

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой двигатель Стирлинга своими руками, но это материал для совершенно отдельной статьи.

в книге О.Курти «Постройка моделей судов», которую полностью можно скачать тут depositfiles.com/files/3b9jgisv9 есть пара интересных чертежей машин для привода моделей пароходов.
Вот они:

ПАРОВАЯ МАШИНА С КАЧАЮЩИМСЯ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ ПЛИТОЙ (С КЛАПАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ)

Машины этого типа наиболее часто применяют в судомоделизме (рис. 562, а, b). Обычно детали изготовляют из латуни; цилиндр, чтобы не смазывать, — из фосфористой бронзы, а поршень — из стали. Крепят машину на квадратном или прямоугольном фундаменте в зависимости от места установки в корпусе. На фундамент ставят L-образную стойку, к которой прикрепляют парораспределительную плиту с отверстиями (окнами) для впуска и выпуска пара. Эти окна располагают по дуге, длина которой равна круговому пути, проходимому качающимся цилиндром. Цилиндр выполняют из куска латунной трубки и припаивают к опорной плите. Посредине плиты и цилиндра имеется отверстие, через которое впускается и выпускается пар. Болт в плите, служащий осью качания цилиндра, имеет пружину. Ее натяжение регулируется гайкой, благодаря чему удается достичь хорошего прилегания опорной плиты к парораспределительной плите.

В поршень, изготовленный из круглого куска бронзы, ввинчивают шток и присоединяют его к мотылю болтом с гайкой.
Приводной вал выполняют из круглого стерженька латуни, на концах которого делают нарезку. Один конец вала ввертывают в мотыль, затем вал пропускают через пустотелый винт, поддерживающий его в L-образной стойке, а на второй конец навинчивают маховик.

Паровые трубки для подвода и отвода пара делают из латунных или медных трубок и крепят к небольшим штуцерам, которые, в свою очередь, припаяны к парораспределительной плите. Детали паровой машины такого типа имеют следующие средние размеры:
цилиндр: внутренний диаметр — 12—15 мм, длина — 30— 45 мм;
стойка: высота — 40—60 мм, ширина — 40—50 мм;
маховик: диаметр — 35—45 мм, толщина — 12—15 мм;
трубопроводы: 5хб мм (внутренний и внешний диаметры).
На рис. 562, c и d приведена паровая машина, подобная описанной, но с цилиндром двойного действия, поэтому на парораспределительной плите просверлены еще два небольших отверстия для впуска и выпуска пара, а на цилиндре — второе небольшое отверстие.

Рис. 562. Паровая машина с качающимся цилиндром для модели: a) -конструктивный чертеж; b) – вид по деталям; c) – вид машины с цилиндром двойного действия; d) – принципиальная работа машины с цилиндром двойного действия.
1 – фундаментная плита; 2 – стойка; 3 – плита парораспределительных окон; 4 – деталь крепления впускной и выпускной трубок; 5 – опорная плита крепления цилиндра; 6 – цилиндр; 7 – крышка цилиндра; 8 – поршень; 9 – шток; 10 – мотыль; 11 – пустотелый винт; 12 – приводной вал; 13 – маховик; 14 – пружина с гайкой; 15 – трубка для подвода пара; 16 – трубка для отвода пара; 17 – штуцер для соединения с трубкой подвода пара от котла; 18 – контрольный болт на цилиндре; 19 – выход пара; 20 – подвод пара.

ПАРОВАЯ МАШИНА С НЕПОДВИЖНЫМ ЦИЛИНДРОМ ПРОСТОГО ДЕЙСТВИЯ И ЗОЛОТНИКОВЫМ ПАРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ

Машина сконструирована так, что ее можно устанавливать как в горизонтальном, так и вертикальном положениях (рис. 563, а). Цилиндр укреплен на фундаментной плите и представляет собой прямоугольный латунный брусок со сквозными отверстиями для поршня, а также для впуска и выпуска пара. В верхней части цилиндра находится парораспределительная коробка с золотником. Сбоку цилиндр закрывают крышкой, устанавливаемой на четырех болтах.
Поршень выполняют из куска круглой бронзы. Внутри поршень полый. Один конец шатуна соединяют с поршнем при помощи поршневого пальца и двух опорных колец; другой — с цилиндрическим латунным мотылем.
Приводной вал вращается в двух опорных латунных подшипниках, которые при помощи сквозных болтов закреплены на фундаменте. На приводном валу кроме мотыля установлен эксцентрик, соединенный со штоком золотника вилкой, причем движение эксцентрика сдвинуто по фазе относительно движения поршня. На конце приводного вала находится маховик. Выполнить золотник, как видно из рис. 563, несложно.
Входные и выходные паровые трубопроводы обычно изготовляют из медных или латунных трубок.
Средние размеры деталей машины:
цилиндр: длина — 45—55 мм, высота — 35—45 мм, ширина — 35—45 мм;
фундаментная плита: длина — 100—120 мм, ширина — 65— 85 мм;
маховик: диаметр — 45—50 мм, толщина — 12—15 мм.
трубопроводы: 5×6 мм.
Изменить направление вращения у паровой машины легко, для этого достаточно применить реверсивный клапан (рис. 563, b).

Рис. 563. Паровая машина с золотниковым парораспределителем: а — контруктивный чертеж; b — реверсивный клапан для изменения направления вращения машины; с — детали.
1 — цилиндр; 2 — крышка цилиндра; 3 — поршень; 4 — шатун; 5 — маховик с соединительным болтом для крепления на приводном валу; 6 — цилиндрический мотыль; 7 — крепление опорного подшипника коленчатого вала; 8 — эксцентрик; 9 — поршневой палец; 10 — парораспределительная камера; 11 — золотник; 12 — сальник для уплотнения штока золотника;
13 — уплотнительное кольцо; 14 — шток золотника; ментная плита для горизонтального расположения машины; 15 — приводной вал; 16 — вилка для соединения штока с эксцентриком; 17 — фундаментиая плита для горизонтального расположения машины; 18 — дополнительная опорная плита для вертикального расположения машины;19 — поступление пара; 20 — назад; 21 — вперед; 22 — выход пара.

Мастер сделал сам паровой двигатель

Вы видели когда-нибудь, как работает паровой двигатель не на видео? В наше время найти такую функционирующую модель не просто. Нефть и газ давно вытеснили пар, заняв господствующее положение в мире технических установок, приводящих механизмы в движение. Однако, ремесло это не утрачено, можно найти образцы успешно работающих двигателей, установленных умельцами на автомобилях и мотоциклах. Самодельные образцы чаще напоминают музейные экспонаты, чем изящные лаконичные аппараты, пригодные для эксплуатации, но они работают! И люди успешно ездят на паровых авто и приводят в движение разные агрегаты.

В этом выпуске канала “Techno Rebel” вы увидите паровую двухцилиндровую машину. Всё началось с двух поршней и такого же количества цилиндров.
Убрав все лишнее, мастер увеличил ход поршня и рабочий объем. Что привело к увеличению крутящего момента. Самой сложной деталью проекта является коленвал. Состоит из трубы, которую расточили под 3 подшипника. 15 и 25 трубы. Труба спилена после сварки. Подготовил трубу под поршень. После обработки он станет цилиндром или золотником.

От кромки оставляется на трубе 1 сантиметр, чтобы, когда будет варится крышка, металл может повезти в сторону. Поршень может застрять. На видео показана доработка распределительного цилиндров. Одно из отверстий заглушена, сужено до трубки двадцатки. Здесь будет поступать пар. Отверстие для выхода пара.

Как работает аппарат. В отверстий подается пар. Он распределяется по трубе, попадает в 2 цилиндра. Когда поршень опускается вниз, пар проходит и под давлением опускается. Поршень поднимается. Перекрывает проход. Пар стравливается через отверстия.
Далее с 5 минуты

Как сделать рабочую модель парового двигателя на дому

Если вы были заинтересованы в модельных паровых двигателях, вы, возможно, уже проверили их в Интернете, шокирующим будет то, что они очень дорогие. Если вы не ожидаете ценовой диапазон, то вы можете попытаться найти другие варианты, где у вас может быть собственная модель парового двигателя. Это не означает, что вам нужно только купить их, так как вы можете сделать их самостоятельно. Вы можете посмотреть процессы создания собственной модели парового двигателя на сайте WoodiesTrainShop.com. Там нет ничего, что вы не можете сделать и выяснить, не имея немного собственных исследований.

Как создать свой собственный паровой двигатель?

Это звучит удивительно, но на самом деле вы можете создать модельный паровой двигатель с нуля. Вы можете начать с создания очень простого трактора, тянущего двигатель. Он может легко перевозить взрослого человека, и вам понадобится около ста часов, чтобы закончить строительство. Самое замечательное в том, что это не так дорого, и процесс его создания очень прост, и все, что вам нужно сделать, это сверлить и работать на токарно-фрезерном станки весь день. Вы всегда можете проверить свои возможности на сайте WoodiesTrainShop.com, на котором найдете более подробную информацию о том, как вы можете начать делать свою собственную модель парового двигателя.

Обода задних колес самодельные, модель парового двигателя сделана из газовых баллонов, и вы можете купить готовые передачи, а также приводные цепи на рынке. Простота модели «сделай сам» с паровым двигателем – это то, что делает его привлекательным для всех, поскольку он предлагает вам очень простые инструкции и быструю сборку. Вам даже не нужно изучать что-либо техническое, чтобы иметь возможность делать все самостоятельно. Простых рисунков и рисунков достаточно, чтобы помочь вам с рабочей нагрузкой от начала до конца.

Паровая поршневая мини-ТЭЦ за рубежом

И.С. Трохин, инженер, Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ВИЭСХ) Россельхозакадемии, г. Москва

Паровые мини-ТЭЦ электрической мощностью до 10 МВт обычно являются турбинными и работают на газовом или твердом ископаемом топливе. В Италии же успешно реализован проект паровой мини-ТЭЦ с поршневым мотором, топливом для которой служит древесная щепа.

Паровая поршневая мини-ТЭЦ расположена в итальянской провинции Тренто на территории коммуны Фондо. Последняя является сельскохозяйственным центром и промышленной зоной лесозаводов. Так как в лесной промышленности велик оборот первичного и вторичного древесного сырья (древесины и ее отходов), то строительство энергетической установки для работы на древесных отходах и пеллетах, т.е. на местном и экологически чистом возобновляемом топливе, оказалось весьма привлекательным в инвестиционном плане проектом, направленным на повышение эффективности лесопромышленного производства в Тренто.

Мини-ТЭЦ находится в эксплуатации с ноября 2003 г. Теплота производится на нужды коммунальных и промышленных потребителей, а электроэнергия вырабатывается генератором переменного тока, приводимым напрямую от рядного вертикального двухцилиндрового парового мотора. Мотор, созданный германской фирмой Spilling Energie Systeme GmbH, представляет собой высокооборотный паровой поршневой двигатель однократного расширения пара и своей компоновкой напоминает современный дизельный двигатель.

Водяной пар от двух котлов поступает в мотор, срабатывает в нем давление и направляется для нагрева воды в пароводяной теплообменник, включенный в районную тепловую сеть. В зависимости от температуры наружного воздуха противодавление отработавшего в моторе пара регулируется для обеспечения требуемых по тепловому графику параметров теплоносителя в системе водяного теплоснабжения потребителей. Если мотор выключен, то пар от котлов проходит в теплообменник через дроссель-задвижку.

Хранилище для древесной щепы имеет объем 5,5 тыс. м³. Этого вполне достаточно для обеспечения работы мини-ТЭЦ около 25 дней. Топливо загружается в два бункера с помощью механического податчика. Из бункеров оно автоматически подается в топки двух паровых котлов с помощью гидравлической системы. В топках также обеспечивается получение древесной золы, поступающей в специальный контейнер. Ее средняя выработка на сельскохозяйственные нужды — 170-200 кг/ч. В качестве топлива, помимо древесной щепы, допустимо использовать кору.

Установленная электрическая мощность мини-ТЭЦ составляет 220 кВт. Тепловая мощность паровых котлов — 3,5 и 2,5 МВт. Абсолютное давление пара на входе в мотор — 1,6 МПа, противодавление пара на выходе мотора — 0,15 МПа. Средний КПД парового котла — 90% (высокое значение КПД парового котла можно вероятнее всего объяснить тем, что речь идет о его КПД брутто, т.к. котел работает не на природном газе. Прим. авт.). Годовое количество производимой мини-ТЭЦ энергии составляет: электрической — 1,2 ГВт.ч, тепловой — 7 ГВт.ч. Годовой расход щепы при ее влажности 35-40% — 7,5 тыс. т или 30 тыс. м³. На мини-ТЭЦ действуют устройства для очистки дымовых газов — батарейные циклоны и электростатические фильтры. Управление и контроль за работой мини-ТЭЦ обеспечиваются дистанционно.

В англоязычном информационном проспекте [1] сообщается о максимальных значениях электрического КПД рассматриваемой мини-ТЭЦ — 18-19%, что было подтверждено при проведении ее испытаний. Затруднительно прокомментировать такие хорошие показатели для паровой мини-ТЭЦ на твердом биотопливе, учитывая отсутствие сведений о температуре, по всей видимости, перегретого пара на входе в мотор.

Паровые моторы Шпиллинга пользуются спросом за рубежом. Мини-ТЭЦ в Италии — лишь один из многих примеров успешного коммерческого внедрения современных поршневых паровых машин на мини-ТЭЦ в Европе, где используется биотопливо в виде древесных отходов. Применение же на таких мини-ТЭЦ при электрических мощностях приблизительно до 1200 кВт сравнительно более простых в эксплуатации паровых двигателей именно поршневого типа, а не паровых турбин, обеспечивает работу мини-ТЭЦ с меньшим удельным расходом пара даже при частичных нагрузках и (или) колебаниях давления и температуры пара.

Литература

1. Combined heat and power plant supplied with wood chips: the successful case of Fondo (Trento — Italy). From series «The european wood energy road». Alpenergywood / Interred IIIB. ITEBE Editions, 2005. 2 p.

Паровая машина — применение | Технологии

Паровая машина применяется как приводной двигатель в различных насосных станциях, на паровых судах, локомотивах, паровых автомобилях, тягачах, других транспортных средствах. Паровая машина способствовала обширному распространению коммерческого использования машин на различных предприятиях и считается энергетической базой промышленной революции XVIII века. Позднее агрегат была вытеснен различными двигателями внутреннего сгорания, турбинами и электромоторами, у которых КПД выше. Подобные турбины формально являются разновидностью паровых машин, они до сих пор достаточно широко применяются как приводы генераторов электроэнергии. Около 86% все производимой в мире электроэнергии вырабатывается с помощью турбин. Нужно знать, что для привода машины необходим паровой котел. Пар, который расширяется, давит на лопатки турбины или на поршень, их движение передается другим механическим частям. Одно из достоинств двигателей внешнего сгорания состоит в том, что, так как котел отделяется от винтовой машины, здесь можно использовать практически любой вид топлива. Стационарные паровые машины бывают двух типов по режиму использования: с переменным режимом и силовые установки.

К первым можно отнести машины металлопрокатных станов, паровые лебедки и аналогичные устройства, которые часто останавливаются и меняют направление вращения. Силовые машины останавливаются редко и не меняют направление вращения. С их помощью включаются энергетические двигатели на электростанциях, промышленные двигатели, которые используют на заводах, фабриках, кабельных железных дорогах до распространения электрической тяги. Двигатели малой мощности применяются в специальных устройствах и на судовых моделях. Лебедка – это стационарный двигатель, но установленный на опорной раме, чтобы можно было перемещать. Она может быть закреплена за якорь тросом. Паровая винтовая машина – это новый тип двигателя. ПВМ была разработана в России, на ее конструкцию, узлы и системы получено около 25 патентов за рубежом и в России. ПВМ практически по всем показателям существенно превосходит классическую лопаточную паровую турбину в диапазоне мощностью 200-1500 кВт. ПВМ считается наиболее перспективной базой для создания мини-тэц. В мини-тэц должны применяться только местные топливные ресурсы, такие как уголь, отходы лесопереработки, торф.

Наш завод производит теплообменники, а на сайте вы найдете отзывы на охладитель воздуха нашего производства.

Газодинамическая поршневая машина для паровых котельных – мини-ТЭЦ — № 02 (11) апрель 2014 года — Тепловая энергетика — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 02 (11) апрель 2014 года

Электроагрегат на основе последнего может найти применение в паровых котельных для работы в режиме когенерации тепловой и электрической энергии.

Под паровой котельной-мини-ТЭЦ будем понимать такую паровую котельную, работающую в режиме когенерации тепловой и электрической энергии, когда последняя вырабатывается с помощью парового двигатель-электрогенераторного агрегата (парового электроагрегата) электрической мощностью до 10 МВт и потребляется исключительно электроприемниками собственных нужд этой котельной. В таком случае первостепенным эксплуатационным показателем выступает именно простота и надежность функционирования электроагрегата, а не его электрический коэффициент полезного действия, принимая во внимание значительно несоизмеримо меньшую потребную электрическую мощность нагрузки собственных нужд котельной, чем вырабатываемая в последней тепловая мощность.

Как включать?

Упрощенная тепловая принципиальная схема включения парового электроагрегата в паровой котельной показана на рис. 1. В паровой котельной пар от котла 1 поступает через дроссельную задвижку либо редукционно-охладительное устройство (на рис. 1 оно условно не показано) в пароводяной теплообменник 6 для нагрева воды на нужды потребителей 9. Поэтому электроагрегат с поршневой газорасширительной машиной 5, работающей на водяном паре, через запорную 3 и регулирующую 4 арматуру включается параллельно редукционному устройству или взамен последнего, как приведено на рис. 1. Вместо энергетически неэффективного процесса дросселирования пара машина 5 будет совершать полезную работу по приводу электромашинного генератора 7 трехфазного переменного тока. Подачу горячей воды потребителям 9 обеспечивает насос 8 с электроприводом, а конденсат отработавшего в машине 5 пара с помощью насоса 2, приводимого от электродвигателя, направляется обратно в котел 1.

Таким образом, принципиальная идея включения электроагрегата с поршневой парорасширительной машиной в тепловую схему паровой котельной не отличается от используемой при построении паровых котельных-мини-ТЭЦ с паровыми турбогенераторными агрегатами. Различия состоят именно в самих парорасширительных конструкциях, их достоинствах и недостатках.

Конструкция

Конструкция поршневой расширительной машины с газодинамической системой парораспределения показана на рис. 2. Она, по своей сущности, была разработана в нашей стране еще в 1989 году профессором кафедры конструкции авиационных двигателей факультета двигателей летательных аппаратов Московского авиационного института Игорем Евгеньевичем Ульяновым, старшим научным сотрудником тогда еще этой кафедры Владимиром Сергеевичем Дубининым с коллегами и признана изобретением по авторскому свидетельству СССР SU 1753001 как «Способ работы поршневого двигателя и поршневой двигатель». Тогда ее предполагалось использовать, например, в пневматических ручных шлифовальных машинках.

Работает такая газодинамическая поршневая машина (см. рис. 2) следующим образом. Картер 3 с кривошипно-шатунно-поршневой группой берется от базового поршневого двигателя внутреннего сгорания. Пар подается в объем цилиндра через сопло 1. Давление пара в цилиндре будет всегда ниже, чем в котле. Конструкция сопла 1 такова, что давление на входе в него больше, чем две третьих от величины, при которой обеспечивается сверхкритический перепад давлений между входом и выходом этого сопла. Поэтому оказывается, что пар будет подаваться в цилиндр непрерывно во времени, как у прямоточной поршневой паровой машины. В результате давление в цилиндре машины будет расти и поршень из верхней мертвой точки ВМТ станет перемещаться в нижнюю НМТ. При подходе к НМТ поршень откроет выпускной канал (отверстие) 2, и пар сможет выйти из полости цилиндра. Давление в последнем снизится, и поршень под действием момента сил инерции станет перемещаться в ВМТ. Далее цикл работы поршневой машины будет повторяться. Подобный двигатель успешно испытывался при работе даже на так называемой пароводяной смеси (Д. П. Титов, В. С. Дубинин, К. М. Лаврухин. Паровым машинам быть!// Промышленная энергетика. – 2006. – № 1. – С. 50‑53).

Достоинства

Принципиальная возможность создания парорасширительных машин на базе серийных поршневых двигателей внутреннего сгорания может способствовать организации их менее затратного производства и эксплуатации по отношению к конструкциям, не преемственным с современными бензиновыми, дизельными и газопоршневыми двигателями. А отсутствие каких‑либо клапанных либо золотниковых механизмов парораспределения не только упрощает и ускоряет техническое обслуживание и ремонт таких приводных машин, но также существенно положительно сказывается на конструкционной надежности.

Высоконадежный паропоршневой привод может использоваться не только для обеспечения работы электромашинного генератора в паровой котельной. Предлагаемая конструкция принципиально пригодна для прямого привода (резервного, то есть вместо классических поршневых паровых приводов для насосов котельной, или даже основного) такого приводимого электродвигателями вспомогательного оборудования котельной, как насосы и (или) тягодутьевые вентиляторы. Лопаточным или винтовым паровым «машинам» (турбинам) при работе на электрогенераторную, насосную либо вентиляторную нагрузку необходима, как правило, редукторная механическая передача.

Поршневая газодинамическая расширительная машина принципиально может работать в режиме самостабилизации частоты вращения выходного вала. По данному изобретению в виде «Способа работы поршневой расширительной машины» (заявка № 4951329 / 29 (055249) на патент России, МКИ 5 F 02 B 25 / 02, дата подачи: 27 июня 1991 года) было принято положительное решение о выдаче В. С. Дубинину патента, который, к сожалению, так и не был получен за неимением денежных средств на оплату процедуры оформления этого документа. Само же изобретение дает перспективную возможность обеспечения привода электромашинного генератора переменного тока для автономной от электрических сетей централизованного электроснабжения потребителей России генерации электроэнергии (В. С. Дубинин. Обеспечение независимости электро- и теплоснабжения России от электрических сетей на базе поршневых технологий: Монография. – М., 2009) с точностью стабилизации частоты тока в соответствии с требованиями отечественного государственного стандарта (ГОСТ Р 54149‑2010. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. – М., 2012).

Недостаток

Основным недостатком рассмотренной в этой статье поршневой газодинамической расширительной машины является ее низкий коэффициент полезного действия, обусловленный прямоточным процессом расширения в ней рабочего тела. Однако, как уже подчеркивалось выше, для применения в котельной-мини-ТЭЦ такой машины это обстоятельство не является принципиальным препятствием. А основываясь на анализе более новой подобной конструкции расширительной машины (заявка CZ 2012‑202 A3 на патентный документ Чехии от 22 марта 2012 года), которую предложили ее чешские авторы Jakub Maščuch и Jan Drahokoupil, можно предположить о стремлении изобретателей улучшить энергетическую эффективность поршневой расширительной машины, определенно конструктивно схожей с рассмотренной в настоящей статье. Хотя в отмеченной выше чешской заявке отечественная конструкция никак не упомянута.

Новый паровой двигатель. Паровой двигатель в авиации

Принцип действия парового двигателя

Содeржание

Аннотация

1. Теоретическая часть

1.1 Временная цепочка

1.2 Паровой двигатель

1.2.1 Паровой котёл

1.2.2 Паровые турбины

1.3 Паровые машины

1.3.1 Первые пароходы

1.3.2 Зарождение двухколесного транспорта

1.4 Применение паровых двигателей

1.4.1 Преимущество паровых машин

1.4.2 Коэффициент полезного действия

2. Практическая часть

2.1 Построение механизма

2.2 Способы улучшения машины и ее КПД

2.3 Анкетирование

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

паровой двигатель полезное действие

Данная научная работа состоит из 32листов.Она включает в себя теоретическую часть, практическую часть, приложение и заключение. В теоретической части вы узнаете о принципе работы паровых двигателей и механизмов, об их истории и о роли их применения в жизни. Практической части подробно рассказано о процессе конструирования и испытаниях парового механизма в домашних условиях. Данная научная работа может служить наглядным примером работы и использованияэнергиипара.

Введение

Мир покорных любым капризам природы, где машины приводятся в действие мускульной силой или силой водяных колёс и ветряных мельниц — таким был мир техники до создания парового двигателя.Еще в древние времена человек обратил внимание на то, что струя водяного пара, вырываясь из сосуда, поставленного на огонь, способна сместить препятствие (например, лист бумаги), оказавшееся на ее пути.Это заставило человека задуматься над тем, как можно использовать в качестве рабочего тела пар. В результате этого после множества опытов появился паровой двигатель.И представьте себе заводы с дымящимися трубами, паровые машины и турбины, паровозы и пароходы — весь сложный и могучий мир паротехники созданный человекомПаровая машина была практически единственным универсальным двигателем и сыграла огромную роль в развитии человечества.Изобретение паровой машины послужило толчком для дальнейшего развития средств передвижения. В течение ста лет она была единственным промышленным двигателем, универсальность которого позволяла использовать ее на предприятиях, железных дорогах и на флоте.Изобретение парового двигателя является огромным рывком, стоявшим на рубеже двух эпох. И через столетия, ещё острее ощущается вся значимость этого изобретения.

Гипотеза:

Возможно, ли построить своими руками простейший механизм, работавший на пару.

Цель работы: сконструировать механизм способный двигаться на пару.

Задача исследования:

1. Изучить научную литературу.

2. Сконструировать и построить простейший механизм, работавший на пару.

3. Рассмотреть возможности увеличения КПД в дальнейшем.

Данная научная работа будет служить пособием на уроках физики для старших классов и для тех, кого интересует данная тема.

Паровой двигатель — тепловой поршневой двигатель, в котором потенциальная энергия водяного пара, поступающего из парового котла, преобразуется в механическую работу возвратно-поступательного движения поршня или вращательного движения вала.

Пар является одним из распространенных теплоносителей в тепловых системах с нагреваемым жидким или газообразным рабочим телом наряду с водой и термомаслами. Водяной пар имеет ряд преимуществ, среди которых простота и и гибкость использования, низкая токсичность, возможность подведения к технологическому процессу значительного количества энергии. Он может использоваться в разнообразных системах, подразумевающих непосредственный контакт теплоносителя с различными элементами оборудования, эффективно способствуя снижению затрат на энергоресурсы, сокращению выбросов, быстрой окупаемости.

Закон сохранения энергии- фундаментальный закон природы, установленный эмпирически и заключающийся в том, что энергия изолированной (замкнутой) физической системы сохраняется с течением времени. Другими словами, энергия не может возникнуть из ничего и не может исчезнуть в никуда, она может только переходить из одной формы в другую. С фундаментальной точки зрения, согласно теореме Нётер, закон сохранения энергии является следствием однородности времени и в этом смысле является универсальным, то есть присущим системам самой разной физической природы.

3000 лет до н. э. — в Древнем Риме появились первые дороги.

2000 лет до н. э. — колесо приобрело более привычный для нас вид. У него появились ступица, обод и соединяющие их спицы.

1700 г. до н. э. — появились первые дороги, мощенные деревянными брусками.

312 г. до н. э. — в Древнем Риме построены первые дороги с каменным покрытием. Толщина каменной кладки достигала одного метра.

1405 г. — появились первые рессорные конные экипажи.

1510 г. — конный экипаж приобрел кузов со стенами и крышей. Пассажиры получили возможность защититься от непогоды во время поездки.

1526 г. — немецкий ученый и художник Альбрехт Дюрер разработал интересный проект «безлошадной повозки», приводимой в действие мышечной силой людей. Люди, идущие сбоку экипажа, вращали специальные рукоятки. Это вращение с помощью червячного механизма передавалось колесам экипажа. К сожалению, повозка не была изготовлена.

1600 г. — Симон Стевин построил яхту на колесах, двигающуюся под действием силы ветра. Она стала первой конструкцией безлошадной повозки.

1610 г. — кареты претерпели два существенных усовершенствования. Во-первых, ненадежные и слишком мягкие ремни, укачивающие пассажиров во время поездки, были заменены стальными рессорами. Во-вторых, была усовершенствована конная упряжь. Теперь лошадь тянула карету не шеей, а грудью.

1649 г. — прошли первые испытания по использованию в качестве движущей силы пружины, предварительно закрученной человеком. Карету с приводом от пружины построил Йоханн Хауч в Нюрнберге. Однако историки эти сведения ставят под сомнение, поскольку существует версия, что вместо большой пружины внутри кареты сидел человек, который и приводил механизм в движение.

1680 г. — в крупных городах появились первые образцы конного общественного транспорта.

1690 г. — Стефан Фарффлер из Нюрнберга создал трехколесную повозку, передвигающуюся с помощью двух ручек, вращаемых руками. Благодаря этому приводу конструктор повозки мог перемещаться с места на место без помощи ног.

1698 г. — англичанин Томас Севери построил первый паровой котел.

1741 г. — русский механик-самоучка Леонтий Лукьянович Шамшуренков послал в Нижегородскую губернскую канцелярию «доношенье» с описанием «самобеглой коляски».

1769 г. — французский изобретатель Кюньо построил первый в мире паровой автомобиль.

1784 г. — Джеймс Уатт создал первую паровую машину.

1791 г. — Иван Кулибин сконструировал трехколесную самоходную коляску, вмещавшую двух пассажиров. Привод осуществлялся с помощью педального механизма.

1794 г. — паровую машину Кюньо сдали в «хранилище машин, инструментов, моделей, рисунков и описаний по всем видам искусств и ремесел» в качестве очередной механической диковинки.

1800 г. — существует мнение, что именно в этом году в России был построен первый в мире велосипед. Его автором был крепостной Ефим Артамонов.

1808 г. — на улицах Парижа появился первый французский велосипед. Он был изготовлен из дерева и состоял из перекладины, соединяющей два колеса. В отличие от современного велосипеда, у него не было руля и педалей.

1810 г. — в Америке и странах Европы начала зарождаться каретная промышленность. В крупных городах появились целые улицы и даже кварталы, заселенные мастерами-каретниками.

1816 г. — немецкий изобретатель Карл Фридрих Драйз построил машину, напоминающую современный велосипед. Едва появившись на улицах города, она получила название «беговой машины», так как ее хозяин, отталкиваясь ногами, фактически бежал по земле.

1834 г. — в Париже проводились испытания парусного экипажа, сконструированного М. Хакуетом. Этот экипаж имел мачту высотой 12 м.

1868 г. — считается, что в этот год французом Эрне Мишо был создан прообраз современного мотоцикла.

1871 г. — французский изобретатель Луи Перро разработал паровую машину для велосипеда.

1874г. — в России построен паровой колесный тягач. В качестве прототипа был использован английский автомобиль «Эвелин Портер».

1875г. — в Париже прошла демонстрация первой паровой машины Амадея Бдлли.

1884 г. — американец Луис Копленд построил мотоцикл, на котором паровой мотор был установлен над передним колесом. Такая конструкция могла разогнаться до 18 км/ч.

1901г. — в России построен легковой паромобиль московского велосипедного завода «Дукс».

1902г. — Леон Серполле на одном из своих паровых автомобилей установил мировой рекорд скорости — 120 км/ч.

Годом позже он установил еще один рекорд — 144 км/ч.

1905 г. — американец Ф. Мариотт на паровом автомобиле превысил скорость 200 км

1.2 Паровой двигатель

Двигатель, приводимый в действие силой пара. Пар, получаемый путем нагрева воды, используют для движения. В некоторых двигателях сила пара заставляет двигаться поршни, расположенные в цилиндрах. Таким образом создается возвратно-поступательное движение. Подсоединенный механизм обычно преобразует его во вращательное движение. В паровозах (локомотивах) используются Поршневые двигатели. В качестве двигателей используют также паровые турбины, которые дают непосредственно вращательное движение, вращая ряд колес с лопатками. Паровые турбины приводят в действие генераторы электростанций и винты кораблей. В любом паровом двигателе происходит превращение тепла, вырабатываемого при нагреве воды в паровом котле (бойлере) в энергию движения. Тепло может подаваться от сжигания топлива в печи или от атомного реактора. Самый первый в истории паровой двигателей представлял собой род насоса, при помощи которого откачивали воду, заливающую шахты. Его изобрел в 1689 г. Томас Сэйвери. В этой машине, совсем простой по конструкции, пар конденсировался, превращаясь в небольшое количество воды, и за счет этого создавался частичный вакуум, благодаря чему отсасывалась вода из шахтного ствола. В 1712 г. Томас Ньюкомен изобрел поршневой насос, приводимый в действие паром. В 1760-е гг. Джеймс Ватт улучшил конструкцию Ньюкомена и создал намного более эффективные паровые двигатели. Вскоре их стали использовать на фабриках для приведения в действие станков. В 1884 г. английский инженер Чарльз Пар-соне (1854-1931) изобрел первую применимую на практике паровую турбину. Его конструкции были настолько эффективны, что ими вскоре стали заменять паровые двигатели возвратно-поступательного действия на электростанциях. Наиболее удивительным достижением в области паровых двигателей было создание полностью замкнутого, работающего парового двигателя микроскопических размеров. Японские ученые создали его, используя методы, служащие для изготовления интегральных схем. Небольшой ток, проходящий по электронагревательному элементу, превращает каплю воды в пар, который движет поршень. Теперь ученым предстоит открыть, в каких областях это устройство может найти практическое применение.

ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ и ПАРОВОЙ АКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Паровой роторный двигатель (паровая машина роторного типа) является уникальной силовой машиной, развитие производства которой до настоящего времени не получило должного развития.

С одной стороны- разнообразные конструкции роторных двигателей существовали ещё в последней трети 19-го века и даже неплохо работали, в том числе и для привода динамо-машин с целью выработки электрической энергии и электроснабжения всяких объектов. Но качество и точность изготовления таких паровых двигателей (паровых машин) было весьма примитивным, поэтому они имели малый КПД и невысокую мощность. С тех пор малые паровые машины ушли в прошлое, но вместе с действительно малоэффективными и бесперспективными поршневыми паровыми машинами в прошлое ушли и имеющие хорошую перспективу паровые роторные двигатели.

Главная причина- на уровне технологий конца 19-го века сделать действительно качественный, мощный и долговечный роторный двигатель не представлялось возможным.
Поэтому из всего многообразия паровых двигателей и паровых машин до нашего времени благополучно и активно дожили лишь паровые турбины огромной мощности (от 20 мВт и выше), на которых сегодня осуществляется около 75% выработки электроэнергии в нашей стране. Еще паровые турбины большой мощности дают энергию от атомных реакторов в боевых подводных лодках-ракетоносцах и на больших арктических ледоколах. Но это все огромные машины. Паровые турбины резко теряют всю свою эффективность при уменьшении их размеров.

…. Именно поэтому силовых паровых машин и паровых двигателей мощности ниже 2000 — 1500 кВт (2 — 1,5 мВт), которые бы эффективно работали на паре, получаемом от сжигания дешевого твердого топлива и различных бесплатных горючих отходов, сейчас в мире нет.
Вот в этой –то пустой сегодня области техники (и абсолютно голой, но очень нуждающейся в товарном предложении коммерческой нише), в этой рыночной нише силовых машин небольшой мощности, могут и должны занять своё очень достойное место паровые роторные двигатели. И потребность в них только в нашей стране — на десятки и десятки тысяч… Особенно такие малые и средние по мощности силовые машины для автономное электрогенерации и независимого электроснабжения нуждаются малые и средние предприятия в отдаленных от больших городов и крупных электростанций местностях: — на малых лесопилках, отдаленных приисках, на полевых станах и лесных делянках, и пр. и др.
…..

..
Давайте рассмотрим показатели, из-за которых паровые роторные двигатели оказываются лучше, чем их ближайшие сородичи — паровые машины в образе поршневых паровых двигателей и паровых турбин.
… — 1) Роторные двигатели являются силовыми машинами объемного расширения – как поршневые двигатели. Т.е. они обладают небольшим потреблением пара на единицу мощности, потому что пар подается в их рабочие полости время от времени, и строго дозированными порциями, а не постоянным обильным потоком, как в паровых турбинах. Именно поэтому паровые роторные двигатели гораздо экономичнее паровых турбин на единицу выдаваемой мощности.
— 2) Роторные паровые двигатели имеют плечо приложения действующих газовых сил (плечо крутящего момента) значительно (в разы) больше, чем поршневые паровые двигатели. Поэтому развиваемая ими мощность гораздо выше, чем у паровых поршневых машин.
— 3) Паровые роторные двигатели имеют гораздо большее рабочий ход, чем поршневые паровые двигатели, т.е. имеют возможность переводить большую часть внутренней энергии пара в полезную работу.
— 4) Паровые роторные двигатели могут эффективно работать на насыщенном (влажном) паре, без затруднений допускать конденсацию значительной части пара с переходом её в воду прямо в рабочих секциях парового роторного двигателя. Это так же повышает КПД работы паросиловой установки с использованием парового роторного двигателя.
— 5 ) Паровые роторные двигатели работают на оборотах в 2-3 тыс. оборотов в минуту, что является оптимальной частотой вращения для выработки электричества, в отличие от слишком тихоходных поршневых двигателей (200-600 оборотов в минуту) традиционных паровых машин паровозного типа, или от слишком быстроходных турбин (10-20 тыс. оборотов в минуту).

При этом технологически паровые роторные двигатели относительно просты в изготовлении, что делает затраты на их изготовление относительно невысокими. В отличие от крайне дорогостоящих в производстве паровых турбин.

ИТАК, КРАТКИЙ ИТОГ ЭТОЙ СТАТЬИ — паровой роторный двигатель является весьма эффективной паровой силовой машиной для преобразования давления пара от тепла сгорающего твердого топлива и горючих отходов в механическую мощность и в электрическую энергию.

Автором настоящего сайта, уже получены более 5 патентов на изобретения по разным аспектам конструкций паровых роторных двигателей. А так же произведено некоторое количество небольших роторных двигателей мощностью от 3 до 7 кВт. Сейчас идет проектирование паровых роторных двигателей мощностью от 100 до 200 кВт.
Но у роторных двигателей есть «родовой недостаток» — сложная система уплотнений, которые для маленьких по размерам двигателей оказываются слишком сложными, миниатюрными и дорогими в изготовлении.

При этом автором сайта ведется разработка паровых аксиально поршневых двигателей с оппозитным — встречным движением поршней. Данная компоновка является наиболее энерго — производительной по мощности вариацией из всех возможных схем применения поршневой системы.
Данные двигатели в малых размерах получаются несколько дешевле и проще роторных моторов и уплотнения в них использхуються самые традиционные и самые простые.

Внизу размещено видео использования маленького аксиально-поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней.

В настоящее время идет изготовление такого аксиально-поршневого оппозитного двигателя на 30 кВт. Ресурс двигателя ожидается в несколько сотен тысячах моточасов ибо обороты парового двигателя в 3-4 раза ниже оборотов двигателя внутреннего сгорания, в пара трения «поршень- цилиндр» — подвергнута ионно -плазменному азотированию в вакуумной среде и твердость поверхностей трения составляет 62-64 ед по HRC. Подробно о процессе упрочения поверхности методом азотирования смотри .

Вот анимация принципа работы похожего по компоновке такого аксиально- поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней

12 апреля 1933 г. Уильям Беслер стартовал с муниципального аэродрома города Окленд в Калифорнии на самолете с паровым двигателем.
Газеты написали:

«Взлет был нормальным во всех отношениях, за исключением отсутствия шума. Фактически, когда самолет уже отделился от земли, наблюдателям казалось, что он не набрал еще достаточной скорости. На полной мощности шум был заметен не более, чем при планирующем самолете. Можно было слышать только свист воздуха. При работе на полном паре винт производил только небольшой шум. Можно было различать через шум винта звук пламени…

Когда самолет шел на посадку и пересекал границу поля, то винт останавливался и пускался медленно в обратную сторону с помощью перевода реверса и последующего малого открывания дросселя. Даже при очень медленном обратном вращении винта снижение заметно становилось круче. Немедленно после касания земли пилот давал полный задний ход, который вместе с тормозами быстро останавливал машину. Краткий пробег особенно был заметен в этом случае, так как во время испытания была безветренная погода, и обычно пробег при посадке достигал нескольких сот футов».

В начале XX века рекорды высоты, достигнутой самолетами, ставились чуть ли не ежегодно:

Стратосфера сулила немалые выгоды для полета: меньшее сопротивление воздуха, постоянство ветров, отсутствие облачности, скрытность, недосягаемость для ПВО. Но как взлететь на высоту, например, 20 километров?

Мощность [бензинового] мотора падает быстрее, чем плотность воздуха.

На высоте 7000 м мощность мотора уменьшается почти в три раза. С целью повышения высотных качеств самолетов еще в конце империалистической войны делались попытки применять наддув, в период 1924-1929 гг. нагнетатели еще больше внедряются в производство. Однако обеспечить сохранение мощности двигателя внутреннего сгорания на высотах свыше 10 км становится все труднее.

Стремясь поднять «предел высоты», конструкторы всех стран все чаще и чаще обращают свои взоры на паровую машину, имеющую ряд преимуществ в качестве высотного двигателя. Отдельные страны, как, например, Германию, толкнули на этот путь и стратегические соображения, а именно — необходимость на случай большой войны добиться независимости от привозной нефти.

За последние годы были сделаны многочисленные попытки установить паровой двигатель на самолет. Быстрый рост авиационной промышленности накануне кризиса и монопольные цены на ее продукцию позволили не спешить с реализацией опытных работ и накопившихся изобретений. Эти попытки, принявшие особый размах в период экономического кризиса 1929-1933 гг. и наступившей затем депрессии, — не случайное явление для капитализма. В печати, в особенности в Америке и Франции, часто бросались упреки крупным концернам о наличии у них соглашений об искусственной задержке реализации новых изобретений.

Наметились два направления. Одно представлено в Америке Беслером, установившим на самолет обычную поршневую машину, другое же обусловлено применением турбины в качестве авиационного двигателя и связано, главным образом, с работами немецких конструкторов.

Братья Беслер взяли за основу поршневую паровую машину Добля для автомобиля и установили ее на биплан Тревел-Эр [описание их демонстрационного полета приведено в начале поста].
Видео того полета:

Машина снабжена реверсивным механизмом, при помощи которого можно легко и быстро изменять направление вращения вала машины не только в полете, но и при посадке самолета. Двигатель помимо пропеллера приводит в движение через соединительную муфту вентилятор, нагнетающий воздух в горелку. При старте пользуются небольшим электрическим моторчиком.

Машина развивала мощность в 90 л.с., но в условиях известной форсировки котла ее мощность можно довести до 135 л. с.
Давление пара в котле 125 aт. Температура пара поддерживалась около 400-430°. В целях максимальной автоматизации работы котла был применен нормализатор или прибор, помощью которого вода впрыскивалась под известным давлением в перегреватель, как только температура пара превышала 400°. Котел был снабжен питательным насосом и паровым приводом, а также первичным и вторичным подогревателями питающей воды, обогреваемыми отработанным паром.

На самолете были установлены два конденсатора. Более мощный переделан из радиатора мотора ОХ-5 и установлен сверху фюзеляжа. Менее мощный сделан из конденсатора парового автомобиля Добля и расположен под фюзеляжем. Производительность конденсаторов, как утверждали в печати, оказалась недостаточной для работы паровой машины на полном дросселе без выпуска в атмосферу «и приблизительно соответствовала 90% крейсерской мощности». Опыты показали, что при расходе 152 л горючего необходимо было иметь 38 л воды.

Общий вес паровой установки самолета составлял 4,5 кг на 1 л. с. По сравнению с мотором ОХ-5, работавшим на этом самолете, это давало лишний вес в 300 фунтов (136 кг). Не подлежит сомнению, что вес всей установки мог быть значительно снижен при облегчении деталей двигателя и конденсаторов.
Топливом служил газойль. В печати утверждали, что «между включением зажигания и пуском на полный ход прошло не более 5 мин.».

Другое направление в развитии паросиловой установки для авиации связано с использованием паровой турбины в качестве двигателя.
В 1932-1934 гг. в иностранную печать проникли сведения о сконструированной в Германии на электрозаводе Клинганберга оригинальной паровой турбине для самолета. Автором ее называли главного инженера этого завода Хютнера.
Парообразователь и турбина вместе с конденсатором здесь были объединены в один вращающийся агрегат, имеющий общий корпус. Хютнер замечает: «Двигатель представляет силовую установку, отличительная характерная особенность которой состоит в том, что вращающийся генератор пара образует одно конструктивное и эксплоатационное целое с вращающейся в противоположном направлении турбиной и конденсатором».
Основной частью турбины является вращающийся котел, образованный из целого ряда V-образных трубок, причем одно колено этих трубок соединено с коллектором для питательной воды, другое — с паросборником. Котел показан на фиг. 143.

Трубки расположены радиально вокруг оси и вращаются со скоростью в 3000-5000 об/мин. Поступающая в трубки вода устремляется под действием центробежной силы в левые ветви V-образных трубок, правое колено которых выполняет роль генератора пара. Левое колено трубок имеет ребра, нагреваемые пламенем от форсунок. Вода, проходя мимо этих ребер, превращается в пар, причем под действием центробежных сил, возникающих при вращении котла, происходит повышение давления пара. Давление регулируется автоматически. Разность плотностей в обеих ветвях трубок (пар и вода) дает переменную разность уровней, являющуюся функцией центробежной силы, а следовательно, и скорости вращения. Схема такого агрегата показана на фиг. 144.

Особенностью конструкции котла является расположение трубок, при котором во время вращения создается разрежение в камере сгорания, и таким образом котел выполняет как бы роль всасывающего вентилятора. Таким образом, как утверждает Хютнер, «вращением котла обусловливаются одновременно и питание его, и движение горячих газов, и движение охлаждающей воды».

Пуск турбины в ход требует всего 30 сек. Хютнер рассчитывал получить к. п. д. котла 88% и к. п. д. турбины 80%. Турбина и котел нуждаются для запуска в пусковых моторах.

В 1934 г. в печати промелькнуло сообщение о разработке проекта большого самолета в Германии, оборудованного турбиной с вращающимся котлом. Два года спустя во французской прессе утверждали, что в условиях большой засекреченности военным ведомством в Германии построен специальный самолет. Для него сконструирована паросиловая установка системы Хютнера мощностью в 2500 л. с. Длина самолета 22 м, размах крыльев 32 м, полетный вес (приблизительный) 14 т, абсолютный потолок самолета 14000 м, скорость полета на высоте в 10000 м — 420 км/час, подъем на высоту 10 км — 30 минут.
Весьма возможно, что эти сообщения в печати значительно преувеличены, но несомненно, что германские конструкторы работают над этой проблемой, и предстоящая война может здесь принести неожиданные сюрпризы.

В чем же заключается преимущество турбины перед двигателем внутреннего сгорания?
1. Отсутствие возвратно-поступательного движения при высоких скоростях вращения позволяет сделать турбину довольно компактной и меньших размеров, нежели современные мощные авиационные моторы.
2. Важным преимуществом является также относительная бесшумность работы парового двигателя, что важно как с точки зрения военной, так и в смысле возможности облегчения самолета за счет звукоизолирующего оборудования на пассажирских самолетах.
3. Паровая турбина, не в пример моторам внутреннего сгорания, почти не допускающим перегрузки, может быть перегружаема на короткий период до 100% при постоянной скорости. Это преимущество турбины дает возможность уменьшить длину разбега самолета и облегчает его подъем в воздух.
4. Простота конструкции и отсутствие большого количества подвижных и срабатывающихся деталей составляют также немаловажное преимущество турбины, делая ее более надежной и долговечной по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.
5. Существенное значение имеет также отсутствие на паровой установке магнето, на работу которого можно воздействовать с помощью радиоволн.
6. Возможность использовать тяжелое топливо (нефть, мазут) помимо экономических преимуществ обусловливает большую безопасность парового двигателя в пожарном отношении. Создается к тому же возможность теплофицировать самолет.
7. Главное же преимущество парового двигателя заключается в сохранении его номинальной мощности с подъемом на высоту.

Одно из возражений против парового двигателя исходит, главным образом, от аэродинамиков и сводится к размерам и возможностям охлаждения конденсатора. Действительно, паровой конденсатор имеет поверхность в 5-6 раз большую, нежели водяной радиатор двигателя внутреннего сгорания.
Вот почему, стремясь снизить лобовое сопротивление такого конденсатора, конструкторы пришли к размещению конденсатора непосредственно по поверхности крыльев в виде сплошного ряда трубок, следующих точно контуру и профилю крыла. Помимо придания значительной жесткости это уменьшит и опасность обледенения самолета.

Имеется, конечно, еще целый ряд других технических трудностей в эксплоатации турбины на самолете.
— Неизвестно поведение форсунки на больших высотах.
— Для изменения быстрой нагрузки турбины, что является одним из условий работы авиационного двигателя, необходимо иметь либо запас воды, либо паросборник.
— Известные трудности представляет и разработка хорошего автоматического устройства для регулировки турбины.
— Неясно также и гироскопическое действие быстро вращающейся турбины на самолете.

Все же достигнутые успехи дают основания надеяться, что в ближайшее время паровая силовая установка найдет свое место в современном воздушном флоте, в особенности на транспортных коммерческих самолетах, а также на больших дирижаблях. Самое трудное в этой области уже сделано, и практики-инженеры сумеют добиться конечного успеха.

Паровые двигатели были установлены и приводили в движение большую часть паровозов в период начала 1800 и вплоть до 1950 годов прошлого века. Хочется отметить, что принцип работы этих двигателей всегда оставался неизменным, несмотря на изменение их конструкции и габаритов.

На анимированной иллюстрации приведен принцип работы парового двигателя.

Для генерации подаваемого на двигатель пара использовались котлы, работающие как на дровах и угле, так и на жидком топливе.

Первый такт

Пар из котла поступает в паровую камеру, из которой через паровую задвижку-клапан (обозначена синим цветом) попадает в верхнюю (переднюю) часть цилиндра. Давление, создаваемое паром, толкает поршень вниз к НМТ. Во время движения поршня от ВМТ к НМТ колесо делает пол оборота.

Выпуск

В самом конце движения поршня к НМТ паровой клапан смещается, выпуская остатки пара через выпускное окно, расположенное ниже клапана. Остатки пара вырываются наружу, создавая характерный для работы паровых двигателей звук.

Второй такт

В то же самое время, смещение клапана на выпуск остатков пара открывает вход пара в нижнюю (заднюю) часть цилиндра. Созданное паром в цилиндре давление заставляет поршень двигаться к ВМТ. В это время колесо делает еще пол оборота.

Выпуск

В конце движения поршня к ВМТ остатки пара освобождаются через все то же выпускное окно.

Цикл повторяется заново.

Паровой двигатель имеет т.н. мертвую точку в конце каждого хода, когда клапан переходит от такта расширения к выпуску. По этой причине каждый паровой двигатель имеет два цилиндра, что позволяет запускать двигатель из любого положения.

Начал свою экспансию еще в начале 19-го века. И уже в то время строились не только большие агрегаты для промышленных целей, но также и декоративные. В большинстве своем их покупателями были богатые вельможи, которые хотели позабавить себя и своих детишек. После того как паровые агрегаты плотно вошли в жизнь социума, декоративные двигатели начали применяться в университетах и школах в качестве образовательных образцов.

Паровые двигатели современности

Очень простое. Огонь нагревает котел с водой. Под действием температуры вода превращается в пар, который толкает поршень. Пока в емкости есть вода, соединенный с поршнем маховик будет вращаться. Это стандартная схема строения парового двигателя. Но можно собрать модель и совершенно другой комплектации.

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Для начала берем из-под любого напитка. Отрезаем от нее нижнюю треть. Так как в результате получим острые края, то их необходимо загнуть внутрь плоскогубцами. Делаем это осторожно, чтобы не порезаться. Так как большинство алюминиевых банок имеют вогнутое дно, то необходимо его выровнять. Достаточно плотно прижать его пальцем к какой-нибудь твердой поверхности.

Мини-сопла

Запуск двигателя

Модель парового двигателя для взрослых

Основной элемент

Емкость для воды

Результат

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой но это материал для совершенно отдельной статьи.

Современный вариант парового двигателя. Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо Паровые автомобили и их возможности

В те годы, когда автомобиль только зарождался двигатель внутреннего сгорания лежал лишь на одном из направленний конструкторской мысли. С автомобилем, где использовались двигатели такого рода, успешно конкурировали паровые и электрические. Паровой автомобиль француза Луи Сорполле даже установил в 1902 году рекорд скорости. И в последующие годы — безраздельного господства бензиновых двигателем находились oтдельные энтузиасты пара, которые никак не могли примириться с тем, что этот вид энергии вытеснен с шоссейных дорог. Американцы братья Стенлей строили паровые автомобили с 1897 до 1927 года. Их машины были вполне совершенны, но несколько громоздки. Другая родственная пара, тоже американская — братья Добл, — продержалась несколько дольше. Неравную борьбу они закончили в 1932 году, создав несколько десятков паровых автомобилей. Одна из таких машин эксплуатируется до сих пор, не подвергаясь почти никаким изменениям. Установлен лишь новый котел и форсунка, работающая на дизельном топливе. Давление пара достигает 91,4 атм. при температуре 400° С. Максимальная скорость автомобиля весьма высока — около 200 км/ч. Но самое замечательное — возможность при трогании с места развить огромный крутящий момент. Этим свойством паровой машины двигатели внутреннего сгорания не обладают, и потому и своё время так трудно было внедрить дизель на локомотивы. Автомобиль братьев Добл прямо с места переезжал через положенный под колеса брусок размером 30 на 30 см. Ёще одно любопытное свойство: задним ходом он взбирается на холм быстрее, чем обычные машины передним. Отработанный пар используется лишь для вращения вентилятора и генератора, заряжающего аккумуляторную батарею. Но эта машина так и осталась бы курьезом, претендентом на место в музее истории техники, если бы взоры конструкторов в наши дни не обратились вновь к старым идеям — электромобилю и пару — под влиянием опасности, которую представляет загрязнение атмосферы.

Что с этой точки зрения привлекает в паровом автомобиле? Исключительно важное свойство — очень малое выделение с продуктами сгорания вредных веществ. Происходит это потому, что топливо сгорает не вспышками, как в бензиновом двигателе, а непрерывно, процесс горения идет стабильно, время сгорания гораздо больше.

Открытия в этом как будто бы вовсе нет — различие между паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания лежит в самом принципе их работы. Почему же паровые автомобили не выдержали конкуренции с бензиновыми? Потому что у двигателей их есть ряд серьезных недостатков.

Первое — известный факт: шоферов-любителей сколько угодно, машинистов же любителей пока нет ни одного. В этой области человеческой деятельности заняты исключительно профессионалы. Самое главное заключается в том, что шофер-любитель, садясь за руль, рискует только жизнью своей и тех, кто ему добровольно доверился; машинист же — тысячами других. Но важно еще и другое: для обслуживания парового двигателя требуется более высокая квалификация, нежели для обслуживания бензинового. Ошибка приводит к серьезным поломкам и даже взрыву котла.

Второе. Кто не видал паровоза, мчащегося в белом облаке по рельсам? Облако — это пар, выпускаемый в атмосферу. Паровоз — могучая машина, на ней хватит места и для большого котла с водой. А на автомобиле не хватает. И это одна из причин отказа от паровых двигателей.

Третье же и самое главное — это низкий к. п. д. паровой машины. Недаром в индустриально развитых странах все паровозы на магистралях стараются заменить теперь тепло- и электровозами, недаром неэкономичность паровоза вошла даже в поговорку. 8% — ну что это за к. п. д.

Для повышения его нужно увеличить температуру и давление пара. Чтобы к. п. д. парового двигателя мощностью от 150л. с. и выше равнялся 30% должно поддерживаться рабочее давление в 210 кг/см2, для чего требуется температура в 370°. Технически это осуществимо, но вообще-то крайне опасно, потому что даже небольшая утечка пара в двигателе или котле может привести в катастрофе. А от высокого давления до взрыва — дистанция совсем небольшая.

Это — главные трудности. Есть и более мелкие (хотя надо оговориться, что в технике мелочей не бывает). Сложно смазывать цилиндры, ибо масло образует эмульсию с горячей водой, попадает в трубы котла, где откладывается на стенках. Это ухудшает теплопроводность и вызывает сильный местный перегрев. Другая «мелочь» — затрудненный по сравнению с обычным пуск парового двигателя.

И тем не менее конструкторы взялись за очень старое и абсолютно новое для них дело. Две удивительные по своему устройству машины вышли на улицы американских городов. Внешне они не отличались от обычных машин, одна даже обтекаемостью форм напоминала спортивную. Это были паровые автомобили. Оба они трогались с места менее чем через 30 сек. после включения двигателя и развивали скорость до 160 км/ч, работали на любом горючем, в том числе и керосине, и на 800 километров пробега расходовали 10 галлонов воды.

В 1966 году фирма «Форд» испытала четырехтактный высокооборотный паровой двигатель для автомобиля рабочим объемом 600 см3. Испытания показали, что в выхлопных газах содержится всего лишь 20 частиц углеводорода на 1 млн. (предписаниями сенатской комиссии по борьбе с загрязнениями воздуха допускается 27 частиц), окиси углерода содержалось 0,05 % общей массы выхлопных газов, что в 30 раз меньше допустимого количества.

Экспериментальный паровой автомобиль, сделанный фирмой «Дженерал моторс», под индексом Е-101 демонстрировался на выставке автомобилей с необычными двигателями. Внешне он не отличался от той машины, на базе которой был создан — «понтиак», — но двигатель вместе с котлом, конденсатором и прочими агрегатами паровой системы весил на 204 кг больше. Водитель садился на свое место, поворачивал ключ и ждал 30-45 сек, пока не загорится лампочка. Это означало, что давление пара достигло нужной величины и можно ехать. Столь короткий промежуток времени можно расчленить на такие этапы.

Котел заполнился — включается топливный насос, топливо поступает в камеру сгорания, смешивается с воздухом.

Воспламенение.

Температура и давление пара достигли нужного уровня, пар идет в цилиндры. Двигатель работает на холостом ходу.

Водитель нажимает на педаль; количество пара, идущего в двигатель, увеличивается, машина трогается с места. Топливо любое — дизельное, керосин, бензин.

Все эти опыты дали возможность Роберту Айресу из Вашингтонского центра перспективных разработокок заявить, что недостатки парового автомобиля преодолены. Высокая себестоимость при серийном производстве безусловно понизится. Котел, состоящий из труб, исключает опасность взрыва, так как в любой момент в работе участвует лишь небольшое количество воды. Если трубы расположить теснее, размеры двигателя уменьшатся. Антифриз избавит от опасности замерзания. Паровой двигатель не нуждается в коробке передач, трансмиссии, стартере, карбюраторе, глушителе, системах охлаждения, газораспределения и зажигания. В этом его огромное преимущество. Режим работы машины можно регулировать, подавая большее или меньшее количество пара в цилиндры. Если вместо воды использовать фреон, который замерзает при очень низких температурах да еще и обладает смазочным свойством, то преимущества возрастут еще более. Паровые двигатели соперничают с обычными по приемистости, расходу горючего, показателю мощности на единицу веса.

Пока о широком использовании паровых автомобилей речи нет. До промышленного образца не доведена ни одна машина, а перестраивать автомобильную индустрию никто не собирается. Но самодеятельные конструкторы никакого отношения к промышленной технологии не имеют. И они один за другим создают оригинальные образцы автомобилей с паровыми двигателями.

Два изобретателя, Петерсон и Смит, переделали подвесной лодочный мотор. Они подавали пар в цилиндры через отверстия для свечей. Двигатель весом 12 кг развил мощность в 220 л. с. при 5600 об/мин. Их примеру последовали инженер-механик Петер Баррет и его сын Филипп. Использовав старое шасси, они построили паровой автомобиль. Смит поделился с ними опытом. Отец и сын использовали четырехцилиндровый подвесной мотор, совместив его с паровой турбиной конструкции Смита.

Пар производился в специально сконструированном котле, который содержит около 400 футов медных и стальных трубок, соединенных в спиралевидные связки, проходящие друг над другом. Так увеличивается циркуляция. Вода накачивается в котел из бака. Горючее смешивается с воздухом в камере сгорания, и раскаленные языки пламени вступают в соприкосновение с трубами. Через 10-15 сек. вода превращается в сжатый пар температурой примерно 350°С и давлением 44 кг/см. Он выбрасывается из противоположного конца парогенератора и направляется во впускной канал двигателя.

Пар поступает в цилиндр через вращающиеся лопасти, вдоль которых проходят каналы постоянного сечения.
Наружная муфта коленчатого вала жестко связана с цепной передачей на ведущие колеса.

Наконец перегретый пар выполнил свою полезную работу, и он должен теперь превратиться в воду, чтобы быть готовым начать цикл снова. Это делает конденсатор, внешне похожий на обычный радиатор автомобильного типа. Он и размещен спереди — для лучшего охлаждения встречными потоками воздуха.

Наибольшие трудности инженеров заключаются в том, что часто, чтобы добиться хотя бы относительной простоты конструкции, приходится уменьшать И без того невысокий к. п. д. автомобиля. Двум самодеятельным конструкторам очень помогли советы Смита и Петерсона. Именно в результате совместной работы удалось внести в конструкцию много ценных новинок. Начать хотя бы с воздуха для горения. Перед непосредственным поступлением В горелку его подогревают, проводя между раскаленными стенками котла. Это обеспечивает более полное сгорание топлива, сокращает время выпуска, а также делает более высокой температуру сгорания смеси и, стало быть, к. п. д.

Для зажигания горючей смеси в обычном паровом котле используется простая свечка. Петер Баррет сконструировал более эффективную систему — электронного зажигания. В качестве горючей смеси использован спирт-ректификат, поскольку он дешев и имеет высокое октановое число. Конечно, керосин, дизельное топливо и другие жидкие сорта тоже будут работать.

Но самое интересное здесь — конденсатор. Конденсация больших количеств пара считается главным затруднением современных паросиловых установок. Смит сконструировал радиатор с таким расчетом, чтобы использовалась водяная пыль. Конструкция работает отлично, система конденсирует влагу на 99%. Вода почти не расходуется — кроме того небольшого количества, которое все же просачивается через уплотнения.

Другая интересная новинка — система смазки. Цилиндры паровой машины обычно смазываются с помощью сложного и громоздкого устройства, распыляющего тяжелую масляную пыль в паре. Масло оседает на стенках цилиндров и затем выбрасывается с отработанным паром. Позже масло необходимо отделить от водяного конденсата и возвратить в систему смазки.

Барреты использовали химический эмульсигатор, который вбирает оба элемента — воду и масло и затем разделяет их, устраняя, таким образом, необходимость в громоздком инжекторе или механическом сепараторе. Испытания показывают, что при работе химического эмульсигатора не образуется осадков ни в паровом котле, ни в конденсаторе.

Интересен также механизм типа сцепления, который напрямую соединяет двигатель с ведущим валом и карданной передачей. Машина не имеет коробки перемены передач, скорость контролируется изменением впуска пара в цилиндры. Использование системы «впуск-выпуск» позволяет без затруднений поставить двигатель в нейтральное положение. Пар может направляться в двигатель, нагревать его и в то же самое время приводить паровой котел в положение готовности к активной работе, сохраняя в нем постоянное близкое к рабочему давление. Паровой двигатель развивает мощность 30- 50 л. с, а галлона топлива хватает на передвижение машины на расстояние 15-20 миль, что вполне сравнимо с расходом топлива у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Контрольная система довольно сложна, но полностью автоматизирована; приходится следить только за рулевым механизмом и выбирать требуемую скорость. При испытаниях автомобиль достиг скорости около 50 миль в час, но это предел, поскольку шасси машины не соответствовало мощности двигателя.

Таков результат. Все это — пока эксперименты. Но как знать, не явимся ли мы свидетелями нового господства пара на дорогах — теперь уже не железных, а шоссейных.
Р. ЯРОВ, инженер
Моделист-конструктор 1971 год.

Я живу только на угле и воде и все еще обладаю достаточной энергией, чтобы разогнаться до 100 миль в час! Это именно то, что может сделать паровоз. Хотя эти гигантские механические динозавры в настоящее время вымерли на большей части мировых железных дорог, паровые технологии живут в сердцах людей, и локомотивы, подобные этому, до сих пор служат туристическими достопримечательностями на многих исторических железных дорогах.

Первое современные паровые машины были изобретены в Англии в начале 18 века и ознаменовали начало Промышленной Революции.

Сегодня мы вновь возвращаемся к энергии пара. Из-за особенностей конструкции в процессе сгорания топлива паровой двигатель дает меньше загрязнений, чем двигатель внутреннего сгорания. В данной публикации на видео посмотрите, как он работает.

Конструкция и механизм действия паровой машины

Что питало старинный паровой двигатель?

Требуется энергия, чтобы делать абсолютно все, о чем вы только можете подумать: кататься на скейтборде, летать на самолете, ходить в магазины или водить машину по улице. Большая часть энергии, которую мы используем для транспортировки сегодня, поступает из нефти, но это было не всегда так. До начала 20-го века уголь был любимым топливом в мире, и он приводил в движение все: от поездов и кораблей до злополучных паровых самолетов, изобретенных американским ученым Сэмюэлем П. Лэнгли, ранним конкурентом братьев Райт. Что такого особенного в угле? Внутри Земли его много, поэтому он был относительно недорогим и широко доступным.

Уголь является органическим химическим веществом, что означает, что он основан на элементе углерода. Уголь образуется в течение миллионов лет, когда останки мертвых растений закапывают под камнями, сжимают под давлением и варят под действием внутреннего тепла Земли. Вот почему это называется ископаемое топливо. Комки угля – это действительно комки энергии. Углерод внутри них связан с атомами водорода и кислорода соединениями, называемыми химическими связями. Когда мы сжигаем уголь на огне, связи распадаются, и энергия выделяется в форме тепла.

Уголь содержит примерно вдвое меньше энергии на килограмм, чем более чистое ископаемое топливо, такое как бензин, дизельное топливо и керосин – и это одна из причин, по которой паровые двигатели должны сжигать так много.

Есть два направления современных паромобилей: рекордные машины, предназначенные для скоростных заездов, и самоделки энтузиастов парового движения.

Inspiration (2009). Современный паровой автомобиль №1, рекордный болид, спроектированный шотландцем Гленном Боушером для того, чтобы побить рекорд скорости для паровых автомобилей, установленный на машине Stanley Steamer в далёком 1906 году. 26 августа 2009 года, 103 года спустя, Inspiration разогнался до 239 км/ч, став самым быстрым паровым автомобилем в истории.

Pellandini Mk 1 Steam Cat (1977). Попытка австралийца Питера Пелландайна, владельца небольшой компании по производству лёгких спорткаров, внедрить практически применимый и удобный паровой автомобиль. Он даже сумел «выбить» под этот проект деньги из руководства штата Южная Австралия.

Pelland Steam Car Mk II (1982). Второй паровой болид Питера Пелландайна. На нём он пытался поставить рекорд скорости для паровых машин. Но не получилось. Хотя машина получилась очень динамичной и разгонялась до сотни за 8 секунд. Позже Пелландайн построил ещё две версии машины.

Keen Steamliner No. 2 (1963). В 1943 и 1963 годах инженер Чарльз Кин построил два самодельных паровых автомобиля, известных соответственно как Keen Steamliner No. 1 и No. 2. Про второй автомобиль очень много писали в прессе и даже предполагали его промышленное производство. Кин использовал стеклопластиковый кузов от кит-кара Victress S4, но всю ходовую часть и двигатель собрал самостоятельно.

Steam Speed America (2012). Рекордный паровой автомобиль, построенный группой энтузиастов для заездов в Бонневилле в 2014 году. Воз, правда, и ныне там, после неудачных заездов (аварии) 2014 года Steam Speed America находится на уровне испытаний и рекордных заездов больше не проводил.

Cyclone (2012). Прямой конкурент предыдущего болида, даже названия команд очень похожи (эта называется Team Steam USA). Рекордный болид был представлен в Орландо, но пока так и не принял участия в полноценных заездах.

Barber-Nichols Steamin» Demon (1977). В 1985 году на этой машине, для которой использовался кузов от кит-кара Aztec 7, пилот Боб Барбер разогнался до 234,33 км/ч. Рекорд не был официально признан FIA из-за нарушений в правилах заездов (Барбер провёл оба заезда в одну сторону, в то время как правила требуют провести их в противоположных, причём в течение часа). Тем не менее, именно эта попытка была первый реальным успехом на пути к преодолению рекорда 1906 года.

Chevelle SE-124 (1969). Конверсия классического Chevrolet Chevelle в паромобиль, выполненная Биллом Беслером по заказу General Motors. GM исследовала ходовые и экономические возможности паровых двигателей в применении к дорожным автомобилям.

Паровые двигатели современности

Метод 1: мини-паровой двигатель своими руками

Мини-сопла

Запуск двигателя

Модель парового двигателя для взрослых

Основной элемент

Емкость для воды

Результат

Кроме такой конструкции, можно собрать паровой но это материал для совершенно отдельной статьи.

Паровая машина за всю свою историю имела много вариаций воплощения в металл. Одним из таких воплощений — был паровой роторный двигатель инженера-механика Н.Н. Тверского. Этот паровой роторный двигатель (паровая машина) активно эксплуатировался в различных областях техники и транспорт. В русской технической традиции 19-го века такой роторный двигатель назывался — коловратная машина. Двигатель отличался долговечностью, эффективностью и высоким крутящим моментом. Но с появлением паровых турбин был забыт. Ниже представлены архивные материалы, поднятые автором этого сайта. Материалы весьма обширны, поэтому пока здесь представлена только часть их.

Пробная прокрутка сжатым воздухом (3,5 атм) парового роторного двигателя.
Модель расчитана на 10 кВт мощности при 1500 об/мин на давлении пара в 28-30 атм.

В конце 19-го века паровые двигатели — «коловратные машины Н.Тверского» были забыты потому, что поршневые паровые машины оказались проще и технологичнее в производстве (для производств того времени), а паровые турбины давали большую мощность.
Но замечание в отношении паровых турбин справдливо лишь в их больших массо-габаритных размерах. Действительно — при мощности болше 1,5-2 тыс. кВТ паровые многоцилиндровые турбины выигрывают по всем параметрам у паровых роторных двигателей, даже при дороговизне турбин. И в в начале 20-го века, когда судовые силовые установки и силовые агрегаты электростанций начинали иметь мощность во многие десятки тысяч киловатт, то только турбины и могли обеспечить такие возможности.

НО — у паровых турбин есть другой недостаток. При масштабировании их массо-габаритных парамеров в сторону уменьшения, ТТХ паровых турбин резко ухудшаются. Значительно снижается удельная мощность, падает КПД, при том что дороговизна изготовления и высокие обороты главного вала (потребность в редукторе) — остаются. Именно поэтому — в области мощностей менее 1,5 тыс. кВт (1,5 мВт) эффективную по всем параметрам паровую турбину найти практически невозможно, даже за большие деньги…

Именно поэтому в этой диапазоне мощностей появился целый «букет» экзотических и мало известных конструкций. Но чаще всего- так же дорогостоящих и малоэффективных… Винтовые турбины, турбины Тесла, осевые турбины и проч.
Но- почему-то все забыли про паровые «коловратные машины» — роторные паровые двигатели. А между тем — эти паровые машины многократно дешевле, чем любые лопаточные и винтовые механизмы (это я говорю со знанием дела- как человек изготовивший на свои деньги уже более десятка таких машин). При этом паровые «коловратные машины Н.Тверского» — имеют мощный крутящий момент с самых малых оборотов, обладают средней частотой вращения главного вала на полных оборотах от 1000 до 3000 об/мин. Т.е. такие машины хоть для электрогенератора, хоть для парового авто (автомобиля- грузовика, трактора, тягача) — не будут требовать редуктора, счепления и проч., а будут своим валом на прямую содиняться с динамо-машиной, колесами парового автомобиля и проч.
Итак- в виде парового роторного двигателя — системы «коловратной машины Н.Тверского» мы имеем универсальную паровую машину, которая прекрасно будет вырабатывать электричество питаясь от котла на твердом топливе в отдалённом лесхозе или таежном поселке, на полевом стане или вырабатывать электричество в котельной сельского поселения или «крутиться» на отходах технологического тепла (горячем воздухе) на кирпичном или цементном заводе, на литейном производстве и пр и др.
Все подобные источники тепла как раз и имеют мощность менее 1 мВт, поэтому и общепринятые турбины тут малопригодны. А других машин для утилицации тепла путем перевода в работу давления полученного пара- общая техническая практика пока не знает. Вот и не утилизирыется это тепло никак — оно просто теряется глупо и безвозвратно.
Я уже создал «паровую коловратную машину» для привода электрогенератора в 3.5 — 5 кВт (зависит от давления в пара), если все будет как планирую- то скоро будет машина и в 25 и в 40 кВт. Как раз — то что надо, чтобы обеспечивать дешевым электричеством от котла на твердом топливе или на отходах технологического тепла сельскую усадьбу, небольшое фермерское хозяйство, полевой стан и пр. и др.
В принципе — роторные двигатели хорошо масштабируются в сторону увеличения, поэтому — насаживая на один вал множество роторных секций легко многократно увеличивать мощность таких машин, просто увеличивая количество стандартных роторных модулей. Т.е вполне можно создавать паровые роторные машины мощностью 80-160-240-320 и более кВт…

Но, кроме средних и относительно крупных паросиловых установок, паросиловые схемы с малыми паровыми роторными двигателями будут востребованы и в малых силовых установках.
Например- одно из моих изобретений- «Походно-туристический электрогенератор на местном твердом топливе».
Ниже представлено видео, где испытывается упрощенный прототип такого устройства.
Но маленький паровой двигатель уже весело и энергично крутит свой электрогенератор и на дровах и прочем подножном топливе выдает электроэнергию.

Основное направление коммерческого и технического применения паровых роторных двигателей (коловратных паровых машин) — это выработка дешевого электричества на дешевом твердом топливе и горючих отходах. Т.е. малая энергетика- распределенная электрогенерация на паровых роторных двигателях. Представьте, как будет отлично вписываться роторный паровой двигатель в схему работы лесопилки- пилорамы, где нибудь на Русском Севере или в Сибири (Дальнем Востоке) где нет центрального электроснабжения, электричество дает задорого дизель-генератор на привозной издалека солярке. Зато сама лесопилка производит в день минимум полтонны щепы- опилок — горбыля, который девать некуда…

Таким древесным отходам — прямая дорога в топку котла, котел дает пар высокого давления, пар приводит в действие роторный паровой двигатель и тот крутит электрогенератор.

Точно так же можно сжигать безграничные по объемам миллионы тонн пожнивных отходов сельского хозяйства и проч. А есть еще дешевый торф, дешевый энергетический уголь и проч. Автор сайта посчитал, что затраты на топливо при выработке электричества через малую паросиловую установку (паровую машину) с паровым роторным двигателем мощностью в 500 кВт будут от 0,8 до 1,

2 рубля за киловатт.

Еще интересный вариант применения парового роторного двигателя — это установка такой паровой машины на паровой автомобиль. Грузовик — тягач паровой автомобиль, с мощным крутящим моментом и применяющий дешевое твердое топливо — очень нужная паровая машина в сельском хозяйстве и в лесной отрасли. При применении современных технологий и материалов, а так же использование в термодинамическом цикле «Органичесокго цикла Ренкина» позволят довести эффективный КПД до 26-28% на дешевом твердом топливе (или недорогом жидком, типа «печного топлива» или отработанного машинного масла). Т.е. грузовик — тягач с паровой машиной

и мощностью роторного парового двигателя около 100 кВт, будет расходовать на 100 км около 25-28 кг энергетического угля (стоимость 5-6 руб за кг) или около 40-45 кг щепы- опилок (цена которых на Севере- забирай даром)…

Есть еще много интересных и перспективных областей применения роторного парового двигателя, но размеры этой странички не позволяют все их подробно рассмотреть. В итоге- паровая машина может занять еще очень заметное место во многих областях современной техники и во многих отраслях народного хозяйства.

ЗАПУСКИ ОПЫТНОЙ МОДЕЛИ ПАРОСИЛОВОГО ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРА С ПАРОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Май -2018г. После длительных экспериментов и опытных образцов сделан малый котел высокого давления. Котел опрессован на 80 атм давления, так что будет держать рабочее давление в 40-60 атм без затруднений. Запущен в работу с опытной моделью парового аксиально-поршневого двигателя моей конструкции. Работает прекрасно- смотри видео. За 12-14 минут от розжига на дровах готов давать пар высокого давления.

Сейчас я начинаю готовиться к штучному производству таких установок- котел высокого давления, паровой двигатель (роторный или аксиально-поршневой), конденсатор. Установки будут работать по замкнутой схеме с оборотом «вода- пар- конденсат».

Спрос на такие генераторы весьма большой, ибо 60% теорритории России не имеют центрального электроснабжения и сидят на дизельгенерации. А цена солярки все время растет и уже достигла 41-42 руб за литр. Да и там где электричество есть- энергокомпании тарифы все поднимают, а за подключение новых мощностей требуют больших денег.

Green Steam Engine Home Page

Вот несколько примеров ниже разных двигателей:

Трехцилиндровый Паровоз

Три Генератор с прямым приводом цилиндра

Какой генератор используется в паровых двигателях?

В отличие от двигателей внутреннего сгорания, которым требуется высокая частота вращения развивают полную мощность, паровые машины имеют полную мощность на стартовой скорости.Мельница генераторы работают на низких оборотах (от 100 до 600 об / мин). Хотя паровые машины могут работать на высоких скоростях, для этого требуется больше пара, чем необходимо. это гораздо экономичнее запускать их медленно. Для выработки электроэнергии используйте тот же электрическая система, как для ветряных мельниц.

Четырехцилиндровый двигатель мощностью 15 л.с.

Генератор с прямым приводом и Система Compete

Комплексные системы включают котел, рециркуляция пара (замкнутый цикл), горячая вода, водоочиститель, удаленное пространство отопление и электрогенерация.

Генератор

от: www.windbluepower.com

Привод Z, двухцилиндровый

Гибкий стержень, два цилиндра

Нажмите на видео ниже, чтобы увидеть пять различных двигателей в действии

Посмотрите видео ниже для солнечной энергии. паровая система

Шесть цилиндров

Двигатель Z8

См. Лицензии страница для видео

Электричество для лодки, генератор, воздушный насос, водяной насос, нагнетатель отопления, вода. дистиллятор, тепловой насос, кондиционер, модели самолетов, лодок и поездов или различные приборы на любом топливе, которые будут нагревать воду, в том числе солнечные и геотермальный.Отработанное тепло двигателей или производственных процессов может также может использоваться для выработки пара для питания этого двигателя. Потому что это так легкий и компактный, его можно использовать в транспортных средствах для работы насосов на отходах нагревать; экономия энергии и топлива. Этот мощный и тихий двигатель это прорыв в использовании альтернативной энергии. Благодаря новому революционному запатентованному способу преобразования возвратно-поступательного движение во вращательное движение,

«Зеленый Паровоз »имеет резко упрощен поршневой двигатель.

Планы на строительство двухцилиндрового парового двигателя, подобного приведенному ниже, можно приобрести.
ПЛАНОВ ПОСТРОИТЬ ТРИ ДО ШЕСТНАДЦАТЬ ЦИЛИНДРОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ДЛЯ ЛИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НЕТ В НАЛИЧИИ
Замедленная анимация, чтобы показать, как это работает. для демонстрации видео щелкните ссылку ниже:

(примечание: насос перед маховиком для рециркулировать конденсированный отработанный пар)
Обычно выхлопной пар конденсируется и закачивается обратно в котел для повышения эффективности.Маленький насос на двигателе закачивает конденсат в бойлер для замкнутой системы.
Сделай сам Планы на
Двигатель своими руками в планах 2-х цилиндровая, 10-сильная версия, сделанная в основном из готовых запчастей
Свойства запатентованного кривошипно-шатунного механизма (так называемого «гибкого стержня»). трансмиссия «), изобретенная Робертом Грином, обеспечивает этот двигатель Преимущество устранения типичного коленчатого вала и кулачка, что требует смазка и прецизионная обработка.Он также предоставляет уникальные конфигурация, при которой цилиндры выровнены в том же направлении, что и главный вал. В результате получился компактный, легкий и тонкий двигатель, чрезвычайно прост в сборке и сборке.
Поршни и клапаны работают от короткого отрезка гибкий вал. Поскольку гибкий вал зафиксирован и не может вращаться, поршневые штоки и шток клапана удерживаются на месте при возвратно-поступательном движении. Цилиндры плавают, прикрепленные к шарнирному соединению в их основании.Много конструкции и веса типичного парового двигателя были исключены.
Уникальная особенность гибкого стержня Трансмиссия «заключается в том, что он производит прерывистое движение, в результате чего движение клапана останавливается в его открытом и закрытом положении во время включения и выхлопные ходы. Это обеспечивает более длительные, полностью открытые фазы газораспределения. В комплимент, поршни остаются неподвижными, в то время как клапан перемещается между фазы. Выходной вал продолжает вращаться, пока поршни неподвижны.В В результате резко повышается эффективность. Общее трение двигатель уменьшен за счет небольшого количества легких движущихся частей, и использование шариковых подшипников повсюду. Гибкий стержень практически не подвержен трению, как изгибание похоже на пружину, в которой энергия, необходимая для ее изгиба, возвращается в равные суммы.
Этот двигатель может быть выполнен в различных конфигурациях и размерах. Для Например, можно изменить размер поршня и длину хода за пару секунд. минут.Один цилиндр может быть заменен цилиндром воздушного насоса для подачи воздуха. или перекачка воды. Он может иметь один или несколько цилиндров без увеличения количество подшипников. Современные материалы и методы были применены к этому паровому двигателю, чтобы достичь новых результатов и обновить мощность пара.
Двухцилиндровый генератор с прямым приводом
Двигатель показанный ниже, специально разработан для работы с солнечными коллекторами или небольшими котел, в том числе бытовые скороварки.Он развивает скорость, достаточную для устраняет ременные или зубчатые передачи и работает при давлении пара от 10 до 50 фунтов на квадратный дюйм.
Двигатель хорошо помещается в трубу для компактные конструкции.
Как видно на фото ниже, этот 2-цилиндровый двигатель / котел вырабатывает до 500 Вт. при давлении пара менее 20 фунтов. Котловая вода поддерживается автоматически. а тепло от выхлопных газов возвращается обратно в котел.Дистиллированная вода а горячая вода производится как побочный продукт. Котел модифицированный напорный плита с самоподающий насос. Он может работать на широком диапазоне видов топлива. Это чрезвычайно экономичен в строительстве и эксплуатации. Он идеально подходит для выживших, удаленной власти, помощь при стихийных бедствиях и районы, недостаточно обслуживаемые сетью. Лицензии также доступны для изготовления.
Щелкните ссылку, чтобы видео двигателя ниже.

Дистиллятор / нагреватель / генератор воды, управляемый малым 2-цилиндровый паровой двигатель
Это устройство производит много галлонов дистиллированной воды в день, пока оно заряжается. аккумуляторы, готовят горячую воду и обогревают помещения. Дистилляция спиртных напитков и продуктов питания приготовление пищи являются дополнительными функциями этой системы. Здесь работает обычная бытовая скороварка. или небольшой водотрубный котел на слабом огне.Его замкнутая система рециркулирует тепло выхлопных газов и поддерживает уровень воды. в котле для повышения КПД. Эта модель парового двигателя управляет системой на 2,5 к Давление пара 30 фунтов на квадратный дюйм. Система масштабируется для более высоких требований. Имеется лицензия.
Внимание!
Роберт недавно опубликовал новую электронную книгу Зеленый
«Машины парового века» содержат описания и 100 тонких офортов и рисунков промышленные машины и паровые машины конца XIX века.Красиво детализированный офорты имеют качество обрамления и демонстрируют высший уровень технологии. Машины, выпущенные до OSHA, раскрывают внутренние механизмы шестерен, маховиков и конструкция перед правилами техники безопасности скрывает их от глаз. Эта книга также дает краткая история эпохи пара, а также вклад и наследие, которое все еще сохраняется использовать сегодня. В последней главе излагается возможное будущее технологий. и его актуальность для будущих поколений паросиловых систем.
Загрузите его здесь: Машины Steam Age

Лицензии защищены Патенты на коммунальные услуги, патент США № 6 647 813 подан в 2003 г. Патент США № 8096787 подан. 08.09.2008. PCT / US2009 / 048038, патент Китая №ZL 200980101659.3, патент Индии # 313376.
Для информацию о получении лицензий на производство перейдите на «Лицензии» страница.
Посмотреть «Лицензии» страница для FAQ
До недавнего выхода на пенсию у нынешнего владельца четыре патента, перечисленные выше, теперь доступны для покупки.Запрос по электронной почте или по телефону: 949 581 2529, электронная почта: mailto: [email protected]
См. Страницу продуктов на покупку патентов и технологий
Для дополнительную информацию о лицензировании или планах покупки отправьте по электронной почте: mailto: [email protected]

Контактная информация:
Роберт Грин (949) 581 2529
Единственная уступка Jensen Steam Engine высоким технологиям !!!!
Привет, товарищ пароход и добро пожаловать в Jensen Steam Engine Mfg.Веб-сайт компании … наше первое предприятие в современные технологии. На протяжении всей нашей богатой 88-летней истории компания «Дженсен» Steam Team »и три поколения нашей семьи, никогда не колебались в нашей цели сделать лучшее, готовая к эксплуатации, стационарная модель Паровые двигатели, Паровые двигатели Турбины и миниатюра Электростанции в мире.Наше долголетие и постоянный рост свидетельствуют о соблюдении этих проблемы. Мы не только последний оставшийся американский производитель этого добрый, но мы по-прежнему используем оригинальные инструменты, штампы и ручную работу чем мы известны. Такое внимание к качеству и деталям делает нашу легендарную двигатели высоко ценятся любителем, студентом, преподавателем, оператором электростанции, инженер и коллекционер. Наши паровые двигатели из цельной латуни и никелированные производится в ограниченном количестве по цене от 133 долларов.95, (далеко меньше, чем импорт), но наше качество и мощность значительно начальство.
Теперь у нас сделали покупки еще проще для вашего нового парового двигателя Jensen и аксессуары, интегрируя наши безопасные зашифрованные покупки тележка более полно в Интернете сайт.Теперь вы можете делать покупки в практически на любой странице, где представлены наши продукты отображаются, а затем используйте «Продолжить покупки» кнопка для серфинга, пока вы не готовы проверить.
Можно все еще мгновенно получить КАТАЛОГ JENSEN, просто нажав на новую кнопку «Распечатать Страницы «кнопки на странице спецификации каждой машины.Кроме того, вы всегда можете Напишите нам по электронной почте или позвоните в нашу службу поддержки клиентов, если вам нужны дополнительные сведения. информация о паровых двигателях Jensen. Сейчас! … Держись !!! … за уникальное приключения ждут вас, пока вы исследуете нашу интерактивную интерактивную Каталог.
Наслаждайтесь! … и счастливыми Steam’n,
Том Дженсен младший, инженер-механик, президент
Завершение дня паровоза
После веселого дня, когда мы тащили поезда, полные счастливых людей, вверх и вниз по Крошечному городку, поднимаясь на холм со словами: «Думаю, я могу, я думаю, что могу», мы не можем просто припарковать паровой двигатель, как мини фургон и иди домой.
Больше за кадром
Мы упоминали ранее, что паровые двигатели требуют много работы? Мы сделали? Ну, это правда. После веселого дня, когда мы тащили поезда, полные счастливых людей, вверх и вниз по Крошечному городку, поднимаясь на холм со словами: «Думаю, я могу, я думаю, что смогу», мы не можем просто припарковать паровой двигатель, как минивэн. и иди домой.
Когда паровая машина тянет свой последний поезд за день, мы отключаем двигатель от остальной части поезда и обычно приводим один из дизельных двигателей, чтобы присоединиться к поезду на последнюю или две поездки.Затем мы ведем паровой двигатель по рельсовому пути, но на этот раз бросаем переключатель, чтобы вывести его на подъездной путь разворота и припарковать его над золоотвалом.
Теперь начинается грязная работа. Сначала мы открываем дверцу топки и встряхиваем решетки, позволяя остаткам горящего угля упасть в зольник. Очищаем клинкер и от чугунных решеток. Клинкер образуется из песка и других негорючих минералов в угле. В горячем состоянии клинкер похож на расплавленное стекло и прилипает к решеткам, блокируя поток воздуха.
Как только решетки будут чистыми, пора сбросить зольник двигателя в зольную яму, устроенную между гусеницами. Яма для золы облицована бетоном, чтобы зола могла безопасно остыть перед утилизацией. Кажется, что ветер всегда меняет направление, когда вы открываете зольник, и он дует вам в лицо. После закрытия зольника в двигателе все еще остается достаточное давление пара, поэтому мы загоняем его на поворотный столик для ванны, устанавливая воздушные тормоза, чтобы удерживать его на месте.
Есть много движущихся частей, составляющих ходовую часть двигателя и клапанный механизм, и для нормальной работы их необходимо содержать в смазке и чистоте.Мы прикрепляем к двигателю специальный паровой шланг высокого давления и используем пар двигателя, чтобы счистить дневную грязь. Это жаркая работа — хоть в топке сейчас нет огня, но пар все еще выше 320 градусов, поэтому для этой работы инженер носит перчатки даже в самый жаркий летний день.
Теперь, когда двигатель полностью чист, нам нужно сделать еще кое-что. Двигатель отодвинут от поворотной платформы и припаркован там, где мы можем легко открыть дымовую коробку. Все металлические части двигателя все еще слишком горячие, чтобы их можно было касаться.Внутри котла есть трубы, называемые «дымоходами», которые переносят горячие газы от огня через котел для нагрева воды до пара. Внутренности этих дымоходов покрываются очень черной сажей, которую необходимо вычистить из каждого дымохода, чтобы двигатель работал правильно и долго. Мы используем стальные щетки с длинными ручками для очистки каждого из 17 дымоходов по одному. Иногда дымоход частично забивается, и тогда протаскивание щетки через него может оказаться очень тяжелым делом.
Тогда пришло время гордо посидеть двигателю, чтобы посетители могли взглянуть на него, пока он остынет достаточно, чтобы его можно было припарковать в развязке на ночь, и пришло время инженерам найти заслуженный чай со льдом и тоже остыть.
Миниатюрные паровые двигатели
| Интернет-галерея Autodesk
© Autodesk, Inc., 2014. Все права защищены.
Использование данного Сервиса регулируется условиями применимых условий обслуживания Autodesk, принятых при доступе к нему.
Эта Служба может включать или использовать фоновые компоненты технологии Autodesk. Для получения информации об этих компонентах щелкните здесь: http://www.autodesk.com/cloud-platform-components
Товарные знаки
Autodesk, логотип Autodesk и Fusion 360 являются зарегистрированными товарными знаками или товарными знаками Autodesk, Inc., и / или его дочерние и / или аффилированные компании.
Все остальные торговые марки, названия продуктов или товарные знаки принадлежат их соответствующим владельцам.
Авторские права и авторство стороннего программного обеспечения
Рубиновые драгоценные камни являются Авторскими правами (c) Чад Фаулер, Рич Килмер, Джим Вейрих и другие. Авторские права на части (c) Engine Yard и Andre Arko
bootstrap-select.js — Copyright (C) 2013 bootstrap-select
Backbone.js — Copyright (c) 2010-2013 Jeremy Ashkenas, DocumentCloud
Flip Counter Авторские права (c) Крис Нэнни, 2010,
,
imagesLoaded, © 2013 Дэвид ДеСандро,
,
, jQuery, Авторские права, 2013 jQuery Foundation и другие участники http: // jquery.com /
jQuery timepicker addon — авторские права (c) 2013 Трент Ричардсон
jQuery ColorBox — Copyright (c) 2013 Jack Moore
jQuery.gritter — авторские права (c) 2013 Jordan Boesch
Masonry (c) 2013 David DeSandro
Underscore — Copyright (c) 2009-2013 Джереми Ашкенас, DocumentCloud и Investigative
Репортеры и редакторы
underscore_string — Copyright (c) 2011 Esa-Matti Suuronen [email protected]
Icanhaz.js — это ICanHaz.js — авторские права (c) Хенрик Йоретег, 2010 (Авторские права на Mustache и Mustache.js (c) Крис Ванстрат (Ruby), 2009 г. (Ruby), и авторские права (c) Ян Ленардт (JavaScript), 2010 г.), соответственно)
Calendario является авторским правом (c) ) Codrops 2014 by tympanus
Все вышеперечисленные программные компоненты находятся под лицензией MIT.
Настоящим предоставляется бесплатное разрешение любому лицу, получающему копию этого программного обеспечения и связанных файлов документации («Программное обеспечение»), на использование Программного обеспечения без ограничений, включая, помимо прочего, права на использование, копирование, изменение , объединять, публиковать, распространять, сублицензировать и / или продавать копии Программного обеспечения и разрешать лицам, которым предоставляется Программное обеспечение, делать это при соблюдении следующих условий:
Приведенное выше уведомление об авторских правах и это уведомление о разрешении должны быть включены во все копии или существенные части Программного обеспечения.
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ «КАК ЕСТЬ», БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ, ЯВНЫХ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЕМЫХ, ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИВАЯСЬ, ГАРАНТИЯМИ КОММЕРЧЕСКОЙ ПРИГОДНОСТИ, ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННОЙ ЦЕЛИ И НЕ ЗАЩИТА ОТ ПРАВ. НИ ПРИ КАКИХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВАХ АВТОРЫ ИЛИ ВЛАДЕЛЬЦЫ АВТОРСКИХ ПРАВ НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА ЛЮБЫЕ ПРЕТЕНЗИИ, УБЫТКИ ИЛИ ДРУГИЕ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ, БЫЛИ В РЕЗУЛЬТАТЕ ДОГОВОРА, ПРАКТИЧЕСКИХ ПРАВ ИЛИ ИНЫХ СЛУЧАЕВ, ВЫЯВЛЕННЫХ, ВНУТРИ ИЛИ В СВЯЗИ С ПРОГРАММНЫМ ОБЕСПЕЧЕНИЕМ ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЛИ ДРУГИМИ ДЕЛАМИ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.
На части, относящиеся к лайтбоксу, распространяется лицензия Creative Commons Attribution 2.5 Лицензия (http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/). Автором лайтбокса является Локеш Дакар (lokeshdhakar.com).
Построение небольшой паровой машины — часть первая
Первая часть создания небольшого парового двигателя
Робин Общий

В полный размер
Маленькая паровая машина долгое время была конечной целью каждого инженера-любителя, хотя я никогда не думал, что попал в эту категорию.
В конце 19 века и в самом конце прошлого века паровые машины были популярным развлечением для многих людей.Изначально разработанные как игрушки для мальчиков, они быстро превратились в игрушку, в которую мальчику разрешалось играть только в особых случаях. Они вернулись на короткий период популярности в течение 1960-х и 1970-х годов, но даже тогда они были скорее украшением книжного шкафа, чем хорошо используемыми игрушками. Вероятно, это было связано с непомерно высокой стоимостью продукта, а не с соображениями безопасности.
Это очень привлекательная игрушка, которую довольно легко сделать в обычной мастерской. Однако недавнее пребывание в колледже Рангитото в качестве учителя технологий поставило меня в крайнее положение.Мой предшественник приступил к работе, в которой группа мальчиков 13 класса конструировала паровые машины, чтобы они могли получить оценки NCEA по пайке и сварке. Признаюсь, что я любитель токарного станка, и мне еще предстоит многое сделать в процессе обучения.

В полный размер

Впечатляюще
К тому времени, как я пришел к власти, многие ребята уже сделали свои котлы, и они различались как по стилю, так и по степени изобретательности. Некоторые выбрали горизонтальную модель, а другие — вертикальную, с дымовыми трубами посередине.Уровень компетентности был весьма впечатляющим, и они, как правило, хорошо разбирались в основных понятиях, связанных с работой паровой машины.
Принцип паровой машины довольно прост, но весьма впечатляющ. Вода при нагревании производит пар, и объем, занимаемый паром, огромен по сравнению с объемом, занимаемым водой. Стакан кипяченой воды дает достаточно пара, чтобы заполнить всю комнату. Это увеличение объема при подаче в паровой двигатель создает давление в цилиндре, которое, в свою очередь, выталкивает поршень.
Движение поршня ограничивается шатуном, соединенным с кривошипным колесом. Коленчатое колесо находится на том же валу, что и гребное колесо. Импульс вращающегося колеса заставляет кривошипное колесо продолжать вращаться, и это толкает поршень обратно в цилиндр, вытесняя отработанный пар. Поскольку цилиндр может свободно колебаться, отверстие в цилиндре чередуется между впускным и выпускным портами.
Затем мы занялись проблемой создания настоящего двигателя. Это оказалось более сложной задачей, и ее нужно было упростить, если мы должны были завершить проект в установленные сроки.
Я разделил проект на две части. Сначала рассматривается конструкция котла, а затем двигатель. Причина этого заключается в том, что котел можно использовать с любым двигателем аналогичного размера и наоборот, поэтому, как только вы зацепитесь, кто знает, сколько красивых маленьких моделей будет украшать полки вашего сарая.

В полный размер
Трубка котла (левая) рядом с торцевыми заглушками.
Boiler
Котел, используемый в данной модели, изготовлен из медной трубы длиной 100 мм и диаметром 50 мм.Этот тип трубы используется для отвода сточных вод в старых домах. Вы можете использовать 40-миллиметровую медь, если вы не можете получить 50 мм, но просто сделайте ее немного длиннее, чтобы хватило воды. Эта модель была сделана из куска старого мусорного уловителя, который был заменен новым пластиковым. Это все еще достаточно легко получить короткими отрезками у сантехников, у которых есть обрезки, которые они могут быть готовы продать.
Торцевые пластины могут быть изготовлены из того же материала, если его отжечь и разрезать по форме, а затем отполировать на ﬂ.Их также можно изготовить с использованием формовщика для получения слегка выпуклых торцевых пластин. Первый может быть изготовлен из металла или древесины твердых пород, а поверх него придают форму меди.
Поверните шаблон до диаметра, равного внутреннему диаметру вашей трубки за вычетом двойной толщины медного листа. Конечным результатом является куполообразный колпачок, который вставляется внутрь трубы и дает более аккуратную отделку, чем просто использование медных дисков. Он также выглядит более профессионально и значительно добавляет силы.

В полный размер

Заглушки Welch
Другой альтернативой, которую я выбрал и которая понравится многим, является использование предварительно сформированных торцевых крышек.На самом деле это свечи Welch, используемые в блоках двигателей, изготовленные из твердой латуни и доступные по цене около 5 долларов за штуку в магазинах автомобильных аксессуаров. (Если вы используете 40-миллиметровую трубку, вам придется вытащить концы, чтобы разместить 40-миллиметровые заглушки.) Медная трубка обрезается до необходимой длины, а концы опускаются под квадрат. Используйте инструмент для удаления заусенцев, чтобы очистить края. Они дают действительно аккуратную кромку и стоят довольно дешево.
Котел может быть твердым или мягким. Это зависит от оборудования, к которому у вас есть доступ, и, в определенной степени, от вашего уровня навыков.Давление, достигаемое с помощью этого бойлера, намного ниже порога опасности при использовании любого из методов, поэтому используйте тот, который вам удобнее всего. Убедитесь, что все поверхности чистые, обезжиренные и т. Д. Рекомендуется протереть поверхность техническим спиртом, чтобы убедиться, что она действительно чистая.
При пайке желательно сначала «залудить» соединяемые поверхности, а затем, когда они будут расположены правильно, нанести минимальное количество припоя для обеспечения хорошего соединения. Кислородно-ацетиленовая горелка немного вредна для этого, и я предпочитаю использовать горелку для воздуха / сжиженного нефтяного газа, снабженную горелкой с острием карандаша.
Котел оборудован заливным отверстием, пароотводным патрубком, пробкой уровня воды и предохранительным клапаном. Дополнительным дополнением является свисток, который при необходимости действует как клапан сброса давления.

В полный размер
Слева, отверстия котла для проверки уровня (в конце), заполнения, выхода пара, предохранительного клапана.
Предохранительный клапан
Предохранительный клапан состоит из латунного болта, короткого отрезка шестигранного латунного стержня, шарикового подшипника и маленькой пружины. Сделать это довольно просто с минимальными токарными навыками.Принцип состоит в том, чтобы просверлить болт, а затем разрезать его на две части. Срезанные концы скруглить. Шестигранный стержень просверливается по всей длине, и каждый конец имеет резьбу для размещения двух половин болта. Шарикоподшипник находится над отверстием в нижней половине болта и удерживается под давлением с помощью пружины, сделанной из проволоки из нержавеющей стали или, в моем случае, взятой из шариковой ручки. Вся сборка находится в гайке, припаянной к медной трубке.
Крышка заливного отверстия во многом аналогична предохранительному клапану, поскольку латунный болт находится в гайке, припаянной к медной трубке.Наличие небольших уплотнительных колец как на предохранительном клапане, так и на крышке заливного отверстия обеспечивает хорошее герметичное уплотнение в обоих случаях.
Пробка уровня воды установлена в центре одной из концевых пластин. Это может быть простой болт в припаянной гайке, который не выкручивают при заполнении бойлера, обеспечивая тем самым, чтобы уровень воды не превышал половинную отметку. Лучшим вариантом является просверливание болта на большую часть его длины, а затем просверливание под прямым углом через резьбу частично вниз от вершины. Это позволяет постепенно откручивать болт, а когда вода вытекает, снова затягивайте его.Таким образом можно проверить уровень воды в паре.
Простой способ создания предохранительного «клапана» — просто заменить короткую медную трубку от цилиндра до впускного отверстия на резиновую трубку.
Выпускной патрубок для пара можно припаять непосредственно к котлу, и он окажется полностью функциональным, но перфекционисты из числа вас могут использовать накидную гайку и, таким образом, позволить ее снять позже, если потребуется. Этого можно добиться, разрезав соединительный ниппель пополам.Затем его опаляют и припаивают к котлу так, чтобы обрезанный конец соприкасался с котлом, а резьба была обращена вверх. Соответствующая олива и гайка завершают соединение. Ниппели диаметром 1/8 дюйма можно приобрести у инженерных фирм-поставщиков, и они достаточно длинные, чтобы их можно было разрезать пополам.

В полный размер
Выпускная труба для пара использует накидную гайку, ниппель, оливу и гайку.
Стенд
Я сконструировал стойку котла из четырех кусков низкоуглеродистой стали толщиной 3 мм. Его можно было сделать как единое целое, сложить или сделать из алюминия или латуни.Просверлите по три отверстия диаметром 15 мм на каждой длинной стороне, чтобы воздух попадал в горелку. Я спаял части вместе после обрезки по размеру.
Готовая подставка была отшлифована, отшлифована и покрыта шлифовальной грунтовкой, а затем слоем матовой черной высокотемпературной краски. Добавление двух проушин к основанию означает, что его можно прикрепить к деревянной основе. Две полоски латуни были подогнаны по размеру, отполированы, просверлены и закреплены на котле, чтобы удерживать его на месте, с помощью саморезов калибра 6. Готовая модель устанавливается на кусок дерева (я использовал обрезок вяза), который шлифуют и покрывают воском.Если изделие предназначено в качестве подарка какому-нибудь удачливому молодому человеку, добавление небольшой латунной пластины с соответствующей надписью было бы хорошим жестом.
Трубка для пара
Я использовал медную трубку 1/8 дюйма, так как накидные гайки и фитинги можно легко получить у специалистов по инженерному снабжению. Нет необходимости делать это, так как уровень навыков чрезвычайно высок и, в конце концов, «Зачем изобретать велосипед?» Медь легко обрабатывается после отжига. Возьмите его в плоскогубцы и нагрейте до тускло-красного цвета, а затем погрузите в холодную воду.Тогда он будет достаточно мягким, чтобы его можно было согнуть так, как вы хотите. По мере того, как вы его сгибаете, происходит рабочее упрочнение, поэтому вам, возможно, придется повторить процесс. Медную трубку лучше всего очистить стальной мочалкой, а затем отполировать латунь. На стойке двигателя также можно использовать латунные соединители для ниппелей, но я думаю, что в этом нет необходимости. Об этом мы поговорим в следующей части статьи. Старайтесь, чтобы все трубопроводы оставались вертикальными или горизонтальными по высоте, а все изменения угла делались на виде в плане. Это значительно помогает придать вашей модели профессиональный имидж.

В полный размер
Уильям Лин из колледжа Рангитото… впечатляющая студенческая работа.
Горелка
Используемое топливо — метилированный спирт, и необходимо сконструировать подходящую горелку. Он может быть изготовлен из меди или стали. Я использовал медь, поскольку она позволяет избежать ржавчины. Метилированный спирт не обязательно требует фитиля, но топливная эффективность может быть значительно повышена с помощью фитилей. Материал фитиля можно легко приобрести в магазинах кемпинга и в большинстве хозяйственных магазинов.В зависимости от типа фитиля верхнюю часть горелки можно соответствующим образом изменить.
Дополнительные аксессуары
Хотя я не включил никаких дополнительных компонентов в свою модель, я сделал некоторые из них, которые могут найти место в будущей модели. К ним относятся такие вещи, как масленки, краны, переключатели и свисток. Свисток, пожалуй, самый простой и веселый.

В полный размер
СТИПЕНДИЯ ДЖОНАТАНА
Маленькие паровые машины и начинающие инженеры, безусловно, идут рука об руку. Небольшой паровой двигатель заинтересовал 15-летнего студента школы Кристин Джонатана Фейста, который демонстрирует все признаки того, что он собирается сделать выдающуюся карьеру в инженерии.В 2007 году он был успешным претендентом на школьную стипендию имени Бобби Стаффорда-Буша, чтобы купить токарный станок и фрезерный станок, чтобы поддержать его работу в области технологий. Приз в размере 4000 долларов был учрежден семьей Стаффорд-Бушей в память об их сыне, который в школе хорошо изучал технологии.
«Я хочу сделать двигатель Стирлинга сейчас», — говорит Джонатан, когда его комплект паровых машин от опытного производителя паровых машин Грэма Куэйла близится к завершению. Вскоре он планирует испытать его на сжатом воздухе. «Это просто совпадение деталей, которые оказываются немного сложными.”

В полный размер
Джонатан Фейст… стипендия.

В полный размер
Строящийся паровоз.
Microcosm M22 Мини-одноцилиндровый паровой двигатель (живой пар)
Steam стал источником энергии для всего мира, и он также может стать источником энергии для вашего следующего проекта.
В 1781 году Джеймс Ватт запатентовал паровую машину, которая производила непрерывное вращательное движение. Двигатели Ватта мощностью десять лошадиных сил позволяли приводить в действие широкий спектр производственного оборудования.Двигатели можно было разместить в любом месте, где можно было добыть воду, уголь или дерево. К 1883 году стали возможны двигатели мощностью 10 000 л.с.
Стационарный паровой двигатель был ключевым компонентом промышленной революции, позволив фабрикам размещать двигатели там, где гидроэнергетика была недоступна. Атмосферные двигатели Ньюкомена и Ватта были большими по сравнению с мощностью, которую они производили, но паровые двигатели высокого давления были небольшими и достаточно легкими, чтобы их можно было применять в таких транспортных средствах, как тяговые двигатели и железнодорожные локомотивы.
Поршневые паровые двигатели с возвратно-поступательным движением оставались основным источником энергии до начала 20-го века, когда успехи в конструкции электродвигателей и двигателей внутреннего сгорания постепенно привели к замене поршневых паровых двигателей на коммерческое использование и преобладанию паровых турбин в выработка энергии.
Характеристики:
• Полностью рабочий микропаровой двигатель
• Полностью рабочий предохранительный клапан
• Изготовлен из меди и латуни
• Использует зажигалки / твердое спиртовое топливо
Технические характеристики:
Модель: M22
Диаметр маховика: 21.5 мм
Вал: 2 мм
Диаметр отверстия: 4,5 мм
Длина: 24 мм
Ширина: 35 мм
Высота: 31 мм
Вес: 46 г

Примечание: Не прикасайтесь к микродвигателю во время работы из-за опасности ожога. Двигатель также необходимо очистить после использования.
Загрузить видео
Только зарегистрированные пользователи могут загружать видео. Пожалуйста, авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
Пять невероятно маленьких двигателей, которые действительно работают
Когда вы думаете о двигателе, вы, вероятно, думаете о мощности.А когда вы думаете о силе, вы, вероятно, думаете масштабно.
Это хорошо и хорошо для некоторых вещей, но рассмотрим крошечный двигатель. Он выполняет все те же трюки, но с чрезвычайно ограниченным пространством, что требует совершенно иного инженерного мастерства. Крошечные двигатели могут быть не такими практичными, как их старшие братья, но они почти всегда веселее.
Реклама — продолжить чтение ниже
Крошечный двигатель V8
Алексей Жольнер отлично умеет делать модели двигателей.Здесь он показывает крошечный бумажный дроссель, с помощью которого он может довести свой мини-двигатель V8 до ужасающе крошечного урчания. Он работает на сжатом воздухе, в отличие от любого вида сгорания, но это не делает его менее впечатляющим.
Крошечные пароходные двигатели
Лесли Пропер любит модельные пароходы. У него есть видео, где он позволяет им отплыть, рассекая воду, как обычные пароходы, которые мы все знаем и любим. Здесь он демонстрирует, что заставляет их работать: шесть крошечных функциональных двигателей.Особенно впечатляет одноцилиндровый двигатель двустороннего действия.
Крошечный двигатель V6
Иногда лучший способ сделать двигатель крошечным — это изменить принцип его работы. Difo Productions, итальянский ютубер, воссоздал двигатель V6, но решил обойти традиционные взрывы. Работа с паром вместо топлива дает Difo большую гибкость, например, использование алюминия для цилиндров, картера, поршней и латунной трубки для воздуховодов.На строительство ушло семь месяцев, но миниатюрные результаты говорят сами за себя.
Двигатели внутреннего сгорания Рональда Валентайна
Рональд Валентайн утверждает, что производит самые маленькие двигатели внутреннего сгорания, и в нем трудно сомневаться. Ближайшее видео с его товарами — это случайная встреча с самим человеком, демонстрирующим свои товары. Веб-сайт Валентина выглядит так, будто принимает индивидуальные заказы, поэтому вы можете найти свой любимый автомобиль и начать его воссоздавать.