蒸汽机原理, 蒸汽机的原理是将蒸汽的能量转化为机械功。
蒸汽机的出现引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,它仍是世界上最重要的原动机,后来逐渐让位于内燃机和汽轮机。蒸汽机需要一个锅炉来烧水产生高压蒸汽。
这种锅炉可以使用木材、煤、石油或天然气甚至可燃垃圾作为热源。蒸汽的膨胀推动活塞做功。
蒸汽机的结构:
蒸汽机主要由气缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮组成。气缸和底座是固定部件。
在蒸汽锅炉中,水通过燃烧过程沸腾成蒸汽。蒸汽通过管道输送到汽缸。阀门控制蒸汽到达气缸的时间,通过主汽阀和节流阀进入滑阀室,由滑阀控制交替进入气缸左侧或右侧推动活塞运动。蒸汽推动活塞在气缸中做功,
冷却后的蒸汽通过管道进入冷凝器,再次冷凝成水。这个过程随着蒸汽机的移动而重复。
典型的蒸汽机一组有三个气缸。蒸汽机直接将活塞的上下运动转化为船轴的旋转运动。新造的蒸汽机还包含一个小涡轮,从汽缸里出来的蒸汽还可以利用其余热驱动这个涡轮,以提高整个驱动装置的效率。
这个涡轮机也连接到船的螺旋桨轴上。
分类:
锅炉分类
火管模型用于早期船舶和蒸汽机车的锅炉。
在火管锅炉中,燃烧室的热烟气通过烟道从烟囱排出。这种锅炉需要一个相对较高的烟囱。
水管形状的水由通过多个管道的热空气加热。这些管道流入换热器顶部的蒸汽收集室。水管锅炉的一个重要优点是损坏时造成的危险较小,因为锅炉内的水量较小。
另外,锅炉内没有太多运动的机械部件,有的水管锅炉在烟道上有一个热交换器,提高整个锅炉的热效率。
蒸汽机的分类
根据蒸汽在活塞一侧或两侧做功,蒸汽机可分为单作用式和双作用式;
按气缸排列,可分为立式和卧式;根据蒸汽是在一个缸内膨胀还是在多个缸内依次连续膨胀,可分为单膨胀型和多膨胀型;按蒸汽在缸内的流向,可分为回流式和单流式;
按排气方式和排气压力可分为冷凝式、大气式和背压式。
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