Кто изобрел паровое отопление: История отопления

история отопления в Российской империи — История России

С наступлением осени большинство жителей нашей страны задаются вопросом, почти таким же вечным, как «Что делать?» После первых прохладных дней мы в едином порыве интересуемся, когда же, наконец, дадут отопление, и спешно достаем обогреватели

За всю историю своего существования отопительные системы в Российском государстве претерпели существенные изменения. И если допетровская Русь обычно ассоциируется с избой, внутри которой стоит традиционная печка, то начиная с восемнадцатого столетия проблема сохранения тепла в больших помещениях (дворцах, государственных учреждениях, доходных домах) стала требовать новых решений.

Изразцовые печи Екатерининского дворца

Изразцовые печи Екатерининского дворца

Источник: https://pinterest.ru


Содержание

Петровские инновации

Основным источником тепла долгое время по-прежнему оставались печи, изготовленные в различных вариантах. В XV–XVIII веках они могли быть глиняными, кирпичными, чугунными или стальными. Выпуском последних занимался Тульский завод. Во дворцах и домах состоятельных горожан встречались изразцовые печи – настоящие произведения искусства.

В 1706 году по указу Петра Первого был изготовлен первый десяток более бюджетных изразцовых печей с голубой росписью на белом фоне. Они получили название шведских. Эти печи отличались компактными размерами и могли прогреть сразу несколько помещений. К тому же на них можно было готовить еду. «Шведки» имели несколько видов конструкций и быстро приобрели широкую популярность. В 30-е годы XVIII века чаще встречались печи с горизонтальным змеевиком дымохода, а в годы царствования Елизаветы Петровны – вертикальным (так называемые печи «с колодцами»).

Картинный зал Екатерининского дворца

Картинный зал Екатерининского дворца

Источник: https://liveinternet.com


Гений архитектора Львова

Эпоха Просвещения подарила Российской империи новые изобретения и научные труды. В 1795-м и 1799-м годах вышла работа архитектора и графика Николая Александровича Львова под названием «Русская пиростатика» в двух частях. Свое исследование ученый посвятил отопительно-вентиляционной технике.

По замыслу Львова, воздушные печи должны были не только прогревать помещение, но и проветривать его. Это было возможно благодаря специальным каналам, которые проводили воздух с улицы в комнату. «Надобно, чтоб вышедший из бабушкиной каморки в мою теплую комнату испытал над собою то ощущение, которое чувствуем мы в летний день при выходе из тесного театра на просторный воздух», – писал Николай Александрович. Благодаря печам Львова комнаты нагревались тем сильнее, чем холоднее было за дверью. Главным преимуществом изобретения было то, что в отличие от печей старого образца оно избавляло жителей дома от духоты.

Иллюстрация из работы Н.А. Львова. Чертежи воздушных печей

Иллюстрация из работы Н.А. Львова. Чертежи воздушных печей

Источник: https://pechnik.org


Камин: роскошь или необходимость?

В богатых домах и дворцах привычные печи нередко сочетались с каминами. Последние давали тепло лишь тогда, когда в них горел огонь, и выполняли скорее роль статусных предметов. Тем не менее еще А.С. Пушкин писал, что «камин в Петербурге – никогда не лишнее». Действительно, даже небольшая помощь работающим печам в сыром и холодном климате была очень кстати.

А.С. Пушкин в Михайловском, трудится, сидя возле камина

А.С. Пушкин в Михайловском, трудится, сидя возле камина

Источник: https://lib.ru


Для поддержания в помещении постоянной температуры печи топили по два раза в сутки, но в больших залах воздух все равно не прогревался больше 15 градусов. Печи активно топили только накануне торжественных приемов и праздников. В дворцовых спальнях под одеяла закладывали закрытые жаровни-сковородки с раскаленными углями внутри – иначе подготовить постель для комфортного сна было невозможно.

В основном камины и печи в домах топили дровами – уголь считался слишком дорогим. Когда в конце XVIII века леса в окрестностях столицы значительно поредели, топливо стали возить из Финляндии и Карелии. В годы правления Николая I появились специальные чиновники («комиссары по дровяной должности»), ответственные за поставку отопительных материалов. А в самих дворцах трудились «дровотаски»: они складывали заготовки в специальные ящики и следили за наличием лопат и щипцов для каминов. Увы, рангом «дровотаски» были даже ниже истопников. Последние могли выстроить при дворе неплохую карьеру: неслучайно на гербе дворян Милютиных (среди них деятели эпохи великих реформ братья Дмитрий и Николай Алексеевичи) изображены печные вьюшки, напоминающие о предке-истопнике, служившем при Петре Великом. Кстати, истопники числились при всех дворцах – как императорских, так и великокняжеских.

Родовой герб Милютиных

Родовой герб Милютиных

Источник: https://iknigi.net


Безопасность превыше всего

Главным недостатком печного отопления оставался высокий риск пожаров, поэтому камины и дымоходы требовали пристального внимания со стороны истопников. Одной из жертв несовершенной отопительной системы стал Зимний дворец, в 1837 году пострадавший от огня настолько сильно (пожар длился 30 часов!), что восстанавливать его прошлось в течение двух лет, а убранство второго и третьего этажей было утеряно безвозвратно. Комиссия под руководством графа А.Х. Бенкендорфа в ходе расследования выяснила, что причиной пожара стал перегрев стен Малого тронного зала, прилегающего к дымоходу очага дворцовой аптеки. Необходимо было срочно решать, что теперь делать с отоплением.

В 1842–1843 годах под парадными залами восстановленного дворца поставили новые конструкции – пневматические печи инженера Н.А. Аммосова. Впервые аммосовское отопление было применено в здании Академии художеств, а затем распространилось по зажиточным домам столицы. В течение нескольких лет Николай Алексеевич обладал исключительным правом на сооружение таких печей, но в дальнейшем его система проникла за границу и получила название русской.

Аммосовские печи размещались в подвалах, а в стенах здания прокладывались каналы, различавшиеся по своему назначению на жаровые, вентиляционные и дымовые. Жаровые каналы предназначались для поступления в помещение горячего воздуха, вентиляционные – для его удаления, а дымовые – для ликвидации дыма из печных топок и каминов. Все это делало отопление куда более безопасным, но нашлись в аммосовской системе и недостатки. Жаловались люди в основном на сухость воздуха и шум (при сильном ветре и дожде в помещениях раздавался жуткий вой), однако по-настоящему серьезную проблему создавали жаровые каналы, которые перегревали стены, издавали невыносимый запах и пачкали сажей интерьеры. Н.А. Аммосов изо всех сил защищал свое изобретение и говорил, что причиной всех названных проблем являются лишь неряшливость и лень истопников.

Разгрузка барж с дровами в Петербурге

Разгрузка барж с дровами в Петербурге

Источник: https://statehistory.ru


В 1875 году коллега Аммосова, военный инженер Г.С. Войницкий представил проект водовоздушного отопления. Его незамедлительно опробовали на небольшом участке многострадального Зимнего, а спустя 15 лет распространили на всю северо-западную часть дворца. Горячую воду подвели из котельной, а нагретый воздух по уже существовавшим жаровым каналам шел в жилые покои. Впервые появилась возможность легко влиять на температуру воздуха, регулируя силу воздушного потока или изменяя расход горячей воды, которая пропускалась по калориферам. Теперь дворцовые помещения были надежно защищены от перегрева и запаха продуктов горения.

От воздуха к воде

В середине 50-х годов XIX века российский промышленник Франц Карлович Сан-Галли создал принципиально новое для того времени обогревательное устройство (радиатор водяного отопления) и придумал для него название, знакомое каждому современному человеку, – «батарея». Первые экземпляры радиаторов производились на чугунолитейном заводе Сан-Галли и буквально завоевали Петербург, а позднее – и весь мир. Через 20 лет в столице Российской империи появилась первая в Европе квартира, имевшая отдельную систему водяного отопления. В отличие от пара, вода находится в жидком состоянии, а значит, имеет более низкую температуру. Благодаря этому, водяное отопление было справедливо расценено как более безопасное.

В конце XIX столетия в России появились дома с центральным отоплением, треть из которых полностью отказалась от использования дров. В подвалах таких домов устанавливали котел, который разогревал воду, а насос пускал ее по трубам в комнаты – примерно так работают и нынешние отопительные системы. К сожалению, позволить себе подобную роскошь могли далеко не все. Даже состоятельные горожане проводили «настоящее» отопление только в сами квартиры, а мансарды или хозяйственные помещения обогревали, как в старину, печками. И все же водная система отопления постепенно завоевывала популярность и с годами становилась все доступнее. К 1917 году не только дворцы и частные особняки, но и некоторые доходные дома в России были оснащены системами водного или парового отопления, в то время как множество городских построек и простых сельских жилищ все еще довольствовались теплом от дровяных печей. Изменить эту ситуацию попытается уже советская власть, впервые заявив в своих намерениях при обсуждении плана ГОЭЛРО.

Реклама заводов Сан-Галли, 1896 год

Реклама заводов Сан-Галли, 1896 год

Источник: https://upload.wikimedia.org


Обложка: Пожар 1837 года в Зимнем дворце. Источник: https://upload.wikimedia.org


Смотрите также:

Кошки, водка, башмаки: топ-5 необычных указов российских государей

Изворотливый фельдмаршал: 10 фактов о Михаиле Кутузове

Русские варяги: на службе у византийского императора

Жареная рысь, павлины, рейнское вино… Чем потчевали на царском пиру?

«В свободное от работы время…». Чем увлекались русские цари?

Любопытные факты из истории отопления — Энергетика и промышленность России — № 06 (146) март 2010 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 06 (146) март 2010 года

Первые системы центрального отопления и теплого пола – так называемые гипокаусты – появились еще в Римской империи! Оказывается, уже тогда по сети специальных каналов, размещенных под полом и в стенах, пропускались горячие дымовые газы из печи. Римские инженеры первыми стали использовать одно специализированное помещение и сеть каналов вместо того, чтобы строить печь для каждого отдельного помещения.

Гипокаусты

Но некоторые исследователи античности, ссылаясь на труды Геродота, Плиния и Сенеки, утверждают, что римские термы обогревались иначе – с помощью горячей воды, протекавшей по медным трубам, то есть прототипа водяной системы отопления!

А следующий шаг в нашей истории был сделан уже в средние века.

С XV века для обогрева больших зданий (например, церквей и дворцов) применялось воздушное отопление с подачей в помещение горячего воздуха, нагревавшегося при соприкосновении с поверхностями печи. Установлено, что так отапливались русские царские хоромы XVI‑XVII веков – например, Грановитая палата Московского Кремля.

Такая печь одновременно была и котлом (топка – камера, где сжигалось топливо), и радиатором (стенки печи, излучающие тепло и нагревающие помещение).

Разделение этих двух функций произошло только в XVII веке благодаря развитию технологий обработки металлов.

Тепло для оранжерей

В 1675 году английский инженер Евелин для обогрева оранжереи впервые сконструировал систему водяного отопления, в которой вода нагревалась в котле и затем циркулировала по стальным трубам, постепенно отдавая тепло.

С начала XVIII века на волне интереса к новейшим техническим разработкам из Европы водяные системы начали разрабатываться и русскими инженерами. Самым ярким примером успехов отечественных мастеров стала система отопления Летнего дворца Петра I, построенного в 1714 году в Санкт-Петербурге.

Первые водяные системы отопления использовали так называемую гравитационную схему (с естественным побуждением циркуляции). Теплоноситель в замкнутом контуре труб циркулировал благодаря разной плотности горячей и холодной воды. Для того чтобы система работала, требовалось использовать трубы большого диаметра. И она была инерционной – то есть медленно нагревалась и столь же медленно остывала. Сейчас такую схему изредка еще используют для отопления небольших частных домов.

Поначалу теплоотдача в водяных отопительных системах осуществлялась через обычные или оребренные трубы. Из-за сравнительно небольшой площади контакта с воздухом они не отличались большой эффективностью.

В XVIII веке появились системы парового отопления. Первые примеры применения водяного пара для обогрева помещений в России приводятся в книге Николая Львова «Русская пиростатика», вышедшей в 1799 году.

В целом, в течение XVIII века в Европе разного рода водяные и паровые отопительные системы чаще всего применялись для обогрева оранжерей и зимних садов, и только начиная с 30‑х годов XIX века водяное отопление начало все шире применяться для обогрева жилых помещений.

Горячая коробка

А во второй половине XIX века появился и первый отопительный радиатор. Выглядел он как прямоугольная коробка из толстых металлических труб с вертикальными дисками. Его изобретателем был немец итальянского происхождения Франц Карлович Сан-Галли (1824‑1908), живший в то время в Санкт-Петербурге. В 1855 году этот талантливый инженер представил общественности революционную по тем временам систему водяного отопления. Радиатор получил название «хайцкерпер» (в переводе – «горячая коробка»).

Несмотря на громоздкость и странный вид, изобретение Сан-Галли быстро нашло широкое применение. «Горячие коробки» экспортировались в США и Европу. Такие батареи использовались не только в водяных системах, но и в параллельно развивавшемся паровом отоплении, где температура перегретого пара достигала 150‑200 ºС, а давление составляло несколько атмосфер.

Любопытно, что один из таких радиаторов до сих пор работает на бывшей даче великого князя Бориса Владимировича в Царском Селе! А еще один «долгожитель» до сих пор функционирует в Самарском художественном музее.

Чугунный век

В начале XX века производство чугунных радиаторов наладили и в других странах. Они уже имели форму современных и украшались литьем. И только через полвека чугунные радиаторы отопления стали теснить конкуренты – алюминиевые, стальные и биметаллические батареи, а также конвекторы.

Впрочем, до сих пор немалая часть продаж приходится именно на чугунные радиаторы. Все дело в их уникальных свойствах. Они отличаются значительной тепловой мощностью на единицу длины прибора (компактностью) и стойкостью против коррозии, а также практически невосприимчивы к плохому качеству теплоносителя. Это и определяет позитивное к ним отношение. А учитывая, что такие радиаторы зачастую имеют, при относительно невысокой цене, высокое качество литья и оригинальный дизайн – можно рассчитывать на интерес к ним и в будущем.

Однако чугунные батареи имеют и свои недостатки. Это, в первую очередь, большая масса и связанные с ней трудности при монтаже и обслуживании, ненадежность межсекционных прокладок, пористая внутренняя поверхность (что приводит к ускоренному образованию внутреннего налета и падению теплоотдачи), «ржавление» и необходимость постоянной окраски.

Тепло таких приборов отводится излучением, конвекцией и теплопроводностью. Любопытно, что при окраске в темный цвет часть тепла, отводимая излучением, увеличивается.

Проблема циркуляции

К концу XIX века водяные системы отопления с гравитационной схемой циркуляции теплоносителя получили широкое распространение. Но уже в то время были видны все их недостатки – неэффективность распределения тепла, ограничения на отапливаемую площадь, инертность и высокая стоимость. Поэтому усилия инженеров привели к созданию систем с искусственным побуждением. Для этого пробовали использовать перегретый пар или воздух, но наиболее рациональным оказалось применение насосов. Именно водяное отопление с насосным побуждением впоследствии прижилось повсеместно благодаря его универсальности и эффективности.

В России новый тип отопления был впервые осуществлен в 1909 году в здании петербургского Михайловского театра. Автором проекта стал инженер Н. Мельников. После этого удачного опыта насосно-водяное отопление сразу же нашло применение и во многих других крупных зданиях Петербурга: в Мариинском театре, в здании Эрмитажа, в новых корпусах Института инженеров путей сообщения, в корпусах Орудийного завода и др.

Поскольку для работы насосов требовалось электричество, распространение систем отопления с насосным побуждением тормозилось недостаточной электрификацией страны. По сути, только с приходом советской власти и началом реализации плана ГОЭЛРО в 1920 году стало возможным развитие подобных систем. С 1920‑х годов началась и история отечественного централизованного теплоснабжения. Строились первые ТЭЦ, где использовался метод когенерации тепла и электричества как наиболее экономически оправданный, прокладывались первые теплотрассы. И к началу 1940‑х чугунные радиаторы-гармошки, подключенные к системам централизованного теплоснабжения, появились не только в госучреждениях, но и во многих жилых домах.

Новые материалы

Решающим моментом для водяного отопления стало изобретение в 1928 году известным немецким инженером Вильгельмом Оплендером первого циркуляционного насоса с мокрым ротором. Эти агрегаты быстро стали незаменимым элементом централизованных и автономных систем теплоснабжения, позволяя максимально эффективно использовать тепло, вырабатываемое отопительным котлом. Для таких систем чугунные радиаторы уже не казались оптимальным решением – здесь стала проявляться высокая тепловая инерционность чугуна, затруднявшая регуляцию теплоотдачи. Так что если с момента своего изобретения в середине XIX века чугунный радиатор занимал практически монопольное положение, то ближе к середине XX века ему пришлось потесниться. Развитие систем отопления с применением циркуляционных насосов стало стимулом к разработке радиаторов из новых материалов.

Так, в 1930 году швейцарец Роберт Цендер, используя принцип охлаждающей системы мотоцикла, создал первый в мире трубчатый стальной радиатор Zehnder Charleston. Новый прибор отличался от своих чугунных предшественников более легким весом, лучшей теплоотдачей, меньшими затратами на производство, при этом обладая еще и привлекательным дизайном. С этого времени стальные радиаторы получили широкое распространение во всем мире.

Тремя десятилетиями позже начались попытки использовать в конструкции приборов отопления алюминий, который обладает гораздо большей теплопроводностью, чем сталь.

Алюминиевая революция

Для того чтобы нагрев помещения происходил эффективней, площадь соприкосновения радиатора с воздухом стараются сделать максимальной. Но большая площадь – это большой вес изделия. Поэтому конструкторы постоянно искали новые материалы для изготовления приборов. Сталь, при всех достоинствах, имела теплоотдачу ниже, чем у чугуна, кроме того, ее сложно обрабатывать.

Точную дату изобретения алюминиевого радиатора сегодня вряд ли кто сможет назвать. По одной из версий, методику отливки радиаторов из алюминия разработал в середине 1960‑х годов итальянец Гаэтано Группьони. По другим сведениям, впервые использовал алюминий в качестве материала отопительных батарей некто Коррадини, основатель компании FARAL.

Алюминиевые устройства – легкие, имеющие прекрасную теплоотдачу, – произвели подлинную революцию в деле отопления домов. Однако у этого металла есть один существенный недостаток.

Дело в том, что теплоноситель в трубах системы теплоснабжения иногда находится под очень высоким давлением и прочности алюминиевых радиаторов недостаточно для использования в таких условиях. Кроме того, находящиеся в технической горячей воде присадки, призванные бороться с накипью в подводящих трубах, быстро разрушают внутреннюю поверхность батарей.

Поэтому алюминиевые радиаторы используют только в автономных системах низкого давления, использующих специальный неагрессивный теплоноситель, подобный автомобильному тосолу.

На пути к совершенству

В наши дни, когда, казалось бы, все уже изобретено, приборы отопления продолжают развиваться. Например, чтобы повысить коррозионную стойкость радиаторов, разрабатываются все новые, более долговечные покрытия. Так, специалистами концерна Zehnder Group был выпущен первый алюминиевый радиатор с циркониевой защитой внутренней поверхности.

Последним ноу-хау в борьбе с коррозией стал выпуск анодных радиаторов, изготовленных из алюминия высочайшей степени очистки (98 процентов). Анодные радиаторы отопления алюминиевые полностью защищены от любого вида коррозии, блуждающих токов и образования водорода. Соответственно, они значительно менее требовательны к качеству теплоносителя.

С 1970‑х годов велись также разработки двухканальных алюминиевых радиаторов. Но в то время технологии не позволяли наладить выпуск таких приборов. И только недавно удалось создать литой алюминиевый радиатор двухканальной конструкции. Благодаря такому строению удалось добиться впечатляющей прочности: давление на разрыв этого прибора составляет более 60 атм.!

Кабельная арматура, Генерация, Мощность, Сети
, Теплопровод
, Теплоснабжение, Топливо, ТЭЦ, Электричество
, Провод

Как появилось центральное отопление? | Мир вокруг нас

Первое центральное отопление зданий придумали примерно 3000 лет назад. Обнаружили его при раскопках в городе Эфесе. Этот город построили хетты. После заката хеттской цивилизации его заселили греки-ионийцы из Афин. При хеттах город назывался Апаса, это название потом было было переделано в Эфес. В домах существовала система труб, по которым зимой подавалась горячая вода из котлов, находящихся в подвале.

Вслед за хеттами и древними греками начали развивать системы отопления древние римляне. Они использовали систему отопления «хюпокаустум», или «согретый снизу». В подвале разводили огонь, горячие газы согревали воздух в отопительных трубах, разогретый воздух создавал тягу, устремляясь вверх, и там, проходя по подпольным каналам, согревал пол в помещениях.

В Эфесе было обнаружено первое в мире отоплениеВ Эфесе было обнаружено первое в мире отопление
Фото: ru.wikipedia.org

Закончился век древних цивилизаций — и закончились их достижения, забылись их умения, люди снова начали отапливаться кострами, а освещаться лучинами и факелами. Только в XVIII веке в Англии появились системы парового и водяного отопления. Вначале — для согрева теплиц и оранжерей. А в XIX веке системы отопления начали согревать жилые здания.

Пришел век газа и электричества. Во многих жилых домах разных городов на разных континентах стоит центральное водяное отопление. Причем в разных странах методика отопления разная. В южных странах централизованного городского отопления нет.

В Турции, в Стамбуле, например, отопление у каждого дома свое. Есть автоматический электрический котел (в Стамбуле только последние лет 20 дома обладают подводкой газовых труб), который нагревает воду для отопления. Зимой в определенное время суток он на несколько часов нагревает в доме батареи. Как правило, батареи включают вечером и утром. Ночью надо спать, а когда ты под теплым одеялом, тебе не важно, насколько прохладен воздух в комнате.

В Турции у каждого дома свое отоплениеВ Турции у каждого дома свое отопление
Фото: Depositphotos

В Италии зимой тоже включают отопление на несколько часов в день, в другое время надо или спать, или одеваться потеплее. Да и сколько той зимы, если в море купаться заканчивают в декабре, а снова начинают уже в апреле!

В северных городах топить приходится всю зиму, точнее — весь отопительный сезон. У нас, в Питере, это с октября-ноября по апрель, причем круглосуточно.

В других северных странах отопление производится по-разному.

В Исландии 96% домов отапливаются централизованно при помощи геотермального тепла.
Французы стараются одеваться потеплее и укрываться оодеяломФранцузы стараются одеваться потеплее и укрываться оодеялом
Фото: Depositphotos

В Дании дома в основном в индивидуальном порядке отапливаются электричеством.

Норвегия вырабатывает огромное количество электричества с помощью ГЭС, что позволяет сделать индивидуальное электрическое отопление каждому дому в отдельности.

А вот в Стокгольме три крупных ТЭЦ и одна крупная станция теплоснабжения обеспечивают тепло большей части города, а остальные дома имеют индивидуальное отопление, и в них режим нагрева квартир (сколько часов в день и до какой температуры) решают кондоминиумы.

Кроме того, шведы очень экономно относятся к получаемому теплу. Так, к централизованной сети отопления подключены местные дата-центры, выделяемое их процессорами тепло (а по мощности это десятки, если не сотни, мегаватт) тоже идет для отопления близлежащих домов. Даже местный крематорий вносит свой вклад в теплоснабжение города: подсчитано, что он дает в год 1800 мегаватт-часов, и эта энергия уже несколько лет греет дома Стокгольма. Так сказать, предельно утилитарная полезность — использовать для отопления огонь крематория.

Французская модель отопления типична для стран Евросоюза. Морозов тут не бывает, ну, а все прочее можно и перетерпеть. В домах, построенных в послевоенный период, как правило, есть котельная, одна на весь дом. По осени на собрании членов кондоминиума решается, как этой зимой будут топить и на сколько это потянет для жильцов.

Большинство европейцев считают, что мороз можно перетерпетьБольшинство европейцев считают, что мороз можно перетерпеть
Фото: Depositphotos

В старых домах центрального отопления обычно не бывает, тут, как правило, используют индивидуальные электрические нагревательные приборы (или печи). Электричество дорого, потому дешевле может оказаться получше одеваться, ложась в кровать, на голову надевать теплый колпак и укрываться теплым одеялом. А вечерком шарахнуть стакан горячего глинтвейна для пущего сугреву.

В Китае в городах на севере есть централизованное отопление. Остальные жители Поднебесной греют помещения печурками на угле или дереве. В кровати широко применяются электроодеяла.

В России центральное отопление, сегодня столь хорошо знакомое всем, начало массово появляться с 50-х годов прошлого века. До этого дома в основном отапливались печками. У моих деда с бабкой в углу их комнаты в коммуналке стояла печка-голландка, дом подключили к центральному городскому отоплению только в 60-е, а они там жили с послевоенных лет.

Хотя центральное отопление в Ленинграде существовало и намного раньше, в 1924 году к ТЭЦ-3 было подключено отопление дома на набережной Фонтанки, а в 1925 году к ней были подключены Обуховская больница, общественные бани и еще несколько домов.

А в России люди привыкли к теплу в квартирахА в России люди привыкли к теплу в квартирах
Фото: Depositphotos

Сегодня в Питере большинство домов отапливаются централизованно — от ТЭЦ, хотя в центре города полно мелких котельных, отапливающих один или несколько домов по соседству. Так сказать, реликты прошлого. В конце прошлого века в северных районах города три крупные ТЭЦ отапливали 95% домов. А еще было около 300 котельных на мазуте, на угле, на газе. Они отапливали остальные 5% домов и давали 98% всего экологического вреда, ядовитых газов, сажи и прочего.

Как выгоднее отапливаться? Тут надо смотреть и много считать. С одной стороны, при массовом производстве тепла отопление отдельно взятого дома обходится дешевле, чем если иметь бойлер в каждом доме (ведь необходимо учитывать и обслуживание систем отопления). А с другой стороны, если экономить на отоплении жилья, как делают в развитых странах, то можно его включать пореже, чтобы у жильцов даже мысли о проветривании комнат не возникало. Да и всегда найдутся люди, которым комфортно при +15. Они просто тепло одеваются и пьют много горячего чая. Или глинтвейна.

Паровое отопление — это… Что такое Паровое отопление?



Паровое отопление

        вид центрального отопления, при котором теплоносителем служит пар, поступающий в систему отопления от сети централизованного теплоснабжения или от парового котла, находящегося в отапливаемом здании или рядом с ним. В зависимости от значения начального давления пара различают системы П. о.: вакуум-паровые — с давлением менее 100 кн/м2 (1 кгс/см2), низкого давления (от 100 до 170 кн/м2) и высокого давления (от 170 до 600 кн/м2). Наиболее распространены системы низкого давления (рис.).

         В П. о. используется свойство пара при его конденсации в отопительных приборах (См. Отопительные приборы) выделять скрытую теплоту конденсации; образующийся при этом конденсат (вода) по конденсатопроводу возвращается в паровой котёл или в сеть централизованного теплоснабжения.
         В зависимости от расположения паропроводов относительно отопительных приборов и способа их присоединения различают системы П.

о. с верхней и нижней разводкой, а также двухтрубные и однотрубные (по аналогии с водяным отоплением (См. Водяное отопление)). Для обеспечения самотёчного движения конденсата, в том числе образующегося вследствие охлаждения паропровода (попутного конденсата), опорожнения системы и удаления из неё воздуха все трубопроводы прокладываются с необходимым уклоном.
         П. о., широко применявшееся до 30—40-х гг. 20 в. (особенно в промышленных зданиях). в современном строительстве вытесняется водяным и воздушным отоплением (См. Воздушное отопление), преимущество которых перед П. о. состоит в том, что в них легко регулируется подача тепла в помещения в зависимости от температуры наружного воздуха посредством изменения температуры теплоносителя. В П. о. регулирование подачи тепла обычно производится периодическим выключением системы отопления или её части. Это осложняет эксплуатацию П. о. и приводит к неравномерности распределения температуры в помещениях. Кроме того, действие П. о. нередко сопровождается шумом (в частности, при заполнении холодной системы паром), а чрезмерно высокая температура теплоотдающей поверхности отопительных приборов при работе П. о. ухудшает его санитарно-гигиенические качества. Поэтому устройство П. о. по действующим в СССР нормам не допускается в жилых домах, детских учреждениях, больницах, учебных заведениях и административных зданиях.
         Применение П. о. возможно в промышленных зданиях, снабжаемых паром для технологических нужд, а также при использовании отработавшего пара. Устройство П. о. целесообразно также в помещениях, режим эксплуатации которых требует быстрого нагрева отопительных приборов и их остывания после выключения, чем П. о. выгодно отличается от водяного отопления, особенно если отопительные приборы (например, Радиаторы) имеют увеличенную ёмкость.

         И. Ф. Ливчак.

        Система парового отопления низкого давления с верхней разводкой и самотёчным возвратом конденсата в котёл (двухтрубная): 1 — паровой котёл; 2 — паропровод; 3 — отопительные приборы; 4 — конденсатопровод; 5 — воздушник; 6 — регулировочные краны.

        Система парового отопления низкого давления с верхней разводкой и самотёчным возвратом конденсата в котёл (двухтрубная): 1 — паровой котёл; 2 — паропровод; 3 — отопительные приборы; 4 — конденсатопровод; 5 — воздушник; 6 — регулировочные краны.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

  • Пароводяная смесь
  • Паровоз

Смотреть что такое «Паровое отопление» в других словарях:

  • ПАРОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ — вид центрального отопления, при котором теплоносителем служит пар, поступающий в систему отопления от сети централизованного теплоснабжения или от парового котла, находящегося в отапливаемом здании или рядом с ним …   Большой Энциклопедический словарь

  • паровое отопление — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN steam heating …   Справочник технического переводчика

  • Паровое отопление — – вид отопления, при котором теплоносителем служит пар, поступающий в систему отопления от сети теплоснабжения. [СТО НОСТРОЙ 2.15.3 2011] Рубрика термина: Тепловое оборудование Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • Паровое отопление — Паровое отопление  одна из разновидностей систем отопления зданий. В отличие от водяного или воздушного отопления, теплоносителем является водяной пар. Иногда в быту водяное отопление зданий неправильно называют «паровым», хотя в жилых и… …   Википедия

  • паровое отопление — вид центрального отопления, при котором теплоносителем служит пар, поступающий в систему отопления от сети централизованного теплоснабжения или от парового котла, находящегося в отапливаемом здании или рядом с ним. * * * ПАРОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ ПАРОВОЕ …   Энциклопедический словарь

  • паровое отопление — garinis šildymas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Šildymo sistema, kurios šilumnešis – vandens garas, vamzdynais tiekiamas į patalpos šildymo prietaisus. Įrengiant garinį šildymą, galima tiekti ir naudotą garą (pvz., iš garo mašinų,… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • паровое отопление — 3.1.8 паровое отопление: Вид отопления, при котором теплоносителем служит пар, поступающий в систему отопления от сети теплоснабжения. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ПАРОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ — система отопления, в к рой теплоносителем является водяной пар, подаваемый по трубопроводам (паропроводам) в отопительные приборы, установл в помещениях. В системах П. о. используется св во пара выделять теплоту парообразования при его… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ОТОПЛЕНИЕ — ОТОПЛЕНИЕ, обогревание жилых и других помещений с целью поддержания в них определенной t°. О. должно иметь технически правильное устройство и удовлетворять ряду сан. требований. Основные сан. требования ко всяким системам О. следующие: 1)… …   Большая медицинская энциклопедия

  • отопление паровое — Отопление, при котором теплоносителем является водяной пар, поступающий по трубопроводам от ТЭЦ или из паровой котельной в нагревательные приборы, установленные в отапливаемых помещениях [Терминологический словарь по строительству на 12 языках… …   Справочник технического переводчика

Паровое отопление. Виды и работа. Применение. Плюсы и минусы

С названия такой системы отопления становится понятно, что здесь в качестве теплоносителя выступает пар. Сейчас паровое отопление запрещено использовать в многоквартирных домах, но на производстве оно встречается довольно часто. В частых домах запрета на установку такого вида отопления нет, поэтому многие люди используют пар для обогрева своего жилья.

Виды

Существует несколько видов систем, в которых теплоносителем является водяной пар. Для установки в частном доме, обычно используются системы с низким давлением пара (100-170 кг/м2). Кроме этого, для небольших коттеджей можно использовать вакуумно-паровые системы, в них давление пара до 100 кг/м2. Для отопления большого дома придется устанавливать систему с высоким давлением пара, здесь оно может достигать 600 кг/м2.

Паровое отопление по способу возвращения конденсата:
  • Открытые системы. Здесь конденсат накапливается в специальном баке, а после охлаждения, он снова подается в котел.
  • Закрытые системы. Конденсат в отопительный котел возвращается самотеком, поэтому необходимо использовать трубы большего диаметра.
По способу организации схем отопления:
  • Одноконтурная, она используется только для обогрева помещения.
  • Двухконтурная, в этом случае не только обогревается дом, но и нагревается вода для бытовых нужд.
Устройство системы

Если говорить об устройстве, то паровое отопление почти ничем не отличается от водяного, кроме того, что здесь теплоносителем является пар, а не вода.

Надо сказать, что эффективность такого отопления будет выше, чем водяного. Это связано с тем, что в процесс остывания воды выделяется намного меньше тепловой энергии, чем при конденсации пара.

Так как теплоносителем является перегретый пар – это выдвигает особенные требования к такой системе:
  • Материал, используемый для ее создания, должен быть прочным, поэтому подойдут только стальные или медные трубы, пластиковые и металлопластиковые трубы в этом случае использовать нельзя.
  • Радиаторы также должны быть прочными, лучше всего чугунные, стальные батареи или оребренные трубы, алюминиевые или биметаллические радиаторы использовать нельзя.
Принцип действия

В частных домах устанавливают паровой котел низкого давления. После нагрева пара, он движется по системе трубопроводов в радиаторы. Там происходит конденсация пара, при этом выделяется большое количество тепла, поэтому происходит эффективный обогрев помещения.

После конденсации пара, в зависимости от того какая была выбрана схема отопления, он либо собирается в специальном баке, а потом перекачивается в котел, либо стекает в него самотеком.

В зависимости от типа используемого парового котла, давление в системе может быть меньше атмосферного (вакуумно-паровой котел) или достигать 6 атм. (паровой котел низкого давления). Для контроля подачи пара используются автоматические устройства, при помощи которых проводится регулировка нагрева помещения.

Области применения

Паровое отопление обычно устанавливается в том случае, когда люди находятся в помещении временно, например, в банях, прачечных и т.д. Также оно эффективно используется на различных предприятиях, складах и в частных домах.

В больницах, учебных заведениях такое отопление использовать нельзя, так как здесь предъявляются высокие санитарно-гигиенические требования, а оседающая на радиаторах органическая пыль, будет разлагаться. Нельзя использовать такой тип обогрева и в многоэтажных домах.

Кроме этого, ограничение использования такого способа обогрева завязано с тем, что сложно регулировать температуру в системе. Сделать это можно только временным прекращением подачи пара, но такие перерывы приводят к колебаниям температуры в отапливаемом помещении, а это негативно влияет на комфортность пребывания в нем.

При использовании систем высокого давления, в них возникает шум и гидравлические удары, что также не улучшает комфортность пребывания в таком здании.

Особенности выбора

Если вы решили установить у себя в доме паровое отопление, то учтите, что пар в ней будет нагреваться до 1000 С и больше, поэтому использовать пластиковые или металлопластиковые трубы, а также алюминиевые или биметаллические радиаторы нельзя.

При выборе материалов, используемых для монтажа такой системы, надо приобретать их только в специализированных магазинах, только там вы сможете купить надежный и качественный товар. Монтаж парового отопления должны выполнять только профессионалы, так как здесь очень важна прочность и надежность всех стыков и соединений.

При выборе парового котла, надо учитывать количество обогреваемых помещений и их объем. Скорость обогрева будет зависть от количества производимого пара. Если в вашем регионе суровые зимы, то надо приобретать более производительный котел.

Данное оборудование может работать на газе, твердом или жидком топливе. Большое влияние на стоимость парового отопления имеет то, какие трубы будут использоваться для его создания. Медные трубы прочные, надежные, не подвергаются коррозии, поэтому имеют большой срок службы, но стоимость у них будет высокой. Оцинкованные и нержавеющие трубы соединяются при помощи специальных фитингов, имеют высокую надежность и стоимость у них немного ниже, чем у медных. Самым доступным вариантом являются стальные трубы, но здесь потребуются сварочные работы и высококвалифицированный специалист. Хотя стоимость стальных труб и невысокая, но они подвергаются коррозии, поэтому имеют меньший срок службы.

Если в помещении устанавливается паровое отопление, то стены должны быть кирпичными или отделаны керамической плиткой, их огнестойкость до 75 минут. В нем должны быть двери и окно на улицу, хорошая вентиляция, высота не менее 2,2 м, при этом от котла до потолка должно быть не менее 1 м.

Достоинства и недостатки

Одним из главных преимуществ, которое имеет паровое отопление, является то, что такую систему нельзя разморозить. Это очень удобно, например, в дачном доме, где люди постоянно не проживают. Хотя в трубах и остается немного воды, но очень мало и даже если она замерзнет, то не сможет повредить систему.

Кроме этого, паровое отопление обладает достоинствами:
  • Высокая эффективность, в жидкостных системах тепло распространяется за счет конвекции, а здесь еще и волновым спектром излучения.
  • Возможность работать без насоса, а с его применением практически нет теплопотерь.
  • Невысокая стоимость, так как нет большого количества запорной и регулировочной арматуры, можно использовать радиаторы меньшего размера и трубы меньшего диаметра, чем при установке водяного отопления.
Но есть ряд недостатков, из-за которых был введен запрет на использование этого вида отопления в многоквартирных домах и помещениях, где уделяется большое внимание к санитарно-гигиеническим требованиям:
  • Температура радиаторов достигает 100 и более градусов, это опасно для человека, так как при соприкосновении с трубами можно получить ожоги.
  • Использование пара приводит к высокой коррозии, в связи с этим часто возникают порывы системы, а это приводит к травмам и ожогам, поэтому в многоквартирных домах такой вид обогрева использовать запрещено.
  • Во время работы присутствует определенный шум, который возникает из-за работы котла и во время движения пара.

Так как паровой котел может работать на любом виде топлива, это позволяет установить его для обогрева дома, независимо от того, есть в нем газ или электричество или нет. Это оптимальное решение для отопления дачи дома или бани, то есть там, где люди находятся временно. Высокая производительность и простота устройства, делают такое отопление и в наше время популярным способом обогрева дома.

Похожие темы:
Паровое отопление – схемы, оборудование и комплектующие материалы

Многие обыватели, используя термин «паровое отопления», подразумевают под ним водяное. И это неправильно. Это похожие системы, только в первом случае в качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар с температурой +130°С (не больше). К тому же котел, который доводит воду до состояния пара, также имеет совершенно другую конструкции, сильно отличающуюся от котлов водяного отопления. Чтобы в дальнейшем наши читатели понимали, о чем идет речь, разберемся с паровым отоплением по всем позициям.

Особенности паровой системы

Если рассматривать систему парового отопления с чисто технологического процесса, то необходимо отметить, что тепловая энергия выделяется из двух процессов:

  • Непосредственно от пара.
  • И от процесса конденсации пара на внутренних стенках радиаторов.

Кстати, в процессе конденсации происходит высвобождение тепловой энергии, равной 2,3 МДж/кг. Это очень большая величина.

Паровой котел

Оборудование для выработки пара

Теперь можно перейти к основному источнику вырабатываемого тепла. В настоящее время промышленность предлагает три основных вида оборудования:

  1. Паровой котел.
  2. Паровая турбина. Она отличается от котла способом отбора пара.
  3. Редукционно-охладительная установка (РОУ). По сути, эта установка отдельно от котла не работает. Ее основное назначение – снизить давление и температуру пара до необходимых показателей.

Внимание! В настоящее время система парового отопления в жилых помещениях не используется. Поэтому, если кто-то пытается его организовать в своем доме, то знайте, это запрещено законодательными актами.

Паровые установки применяются в производствах различного назначения, на больших заводах и фабриках. И то чаще всего это побочная система, которая снабжается паром, как отходом основного производства.

Стандартная схема

Классификация систем парового отопления

Мы уже упомянули о том, что кроме пара в качестве теплоносителя используется и конденсат. Так вот все системы парового отопления делятся на две группы, в основе которых лежит способ возврата конденсата в отопительный котел, где он пускается в повторный оборот.

  1. Замкнутая. В этой схеме конденсат самотеком поступает по обратным трубам в котел.
  2. Разомкнутая. Здесь конденсат собирается в специальной емкости, откуда насосом подается в котел.

Все остальные элементы отопления ничем не отличаются от водяного. В ней присутствуют трубы, радиаторы, запорная арматура и так далее.

Самодельная паровая система отопления

Отопление паром своими руками

В жилых помещениях использовать этот вид отопления нельзя, а, значит, в нежилых можно. Поэтому многие домашние мастера используют этот вариант для обогрева бань, гаражей, кладовок и сараев. Тем более, этот вид отопительной сети имеет ряд достаточно весомых преимуществ.

Преимущества

  • Компактные габариты котла и системы в целом.
  • Используются трубы небольшого диаметра.
  • Низкая инертность.
  • Быстрый нагрев помещений.

Недостатки

Без недостатков тоже не обошлось.

  • Высокая температура приборов отопления. Есть большая вероятность получить ожоги.
  • Невозможно регулировать температуру радиаторов.
  • При движении пара по схеме создается шум.
  • Невысокий срок службы всех элементов отопительной системы за счет высокой температуры теплоносителя.
  • Сложная схема парового отопления, особенно обратного контура, по которому возвращается конденсат.

С достоинствами и недостатками парового отопления разобрались, возвращаемся к основному вопросу, можно ли соорудить паровое отопление своими руками? Ничего сложного в этом нет, если разобраться со схемой и с материалами, которые используются в ней. Начнем со схем. Их несколько видов, просто перечислим.

  • Распределительный паропровод расположен вверху.
  • Внизу.
  • Используется как промежуточный паропровод.
  • С прокладкой сухого или мокрого конденсатопровода.

Оптимальный вариант для домашнего использования позиция номер один. По сути, физика движения пара точно такая же, как и у горячей воды, так что не стоит здесь изобретать велосипед. Это самый простой и эффективный вариант.

Медные трубы для парового отопления

Теперь переходим к выбору котла. Для домашнего использования вам понадобится агрегат низкого давления. Эти приборы сегодня вы можете найти на рынке, проблем здесь нет. Можно соорудить паровой котел своими руками. Правда, это не самая простая конструкция. И если вы в этой сфере не специалист, то не стоит даже и начинать его сборку. Тем более, пар – это по своему агрессивный источник тепловой энергии, поэтому не рекомендуется устанавливать самодельные агрегаты. Используйте только сертифицированное оборудование.

Обращаем ваше внимание на технические характеристики паровых котлов:

  • Давление пара на выходе – 6 атм.
  • Температура теплоносителя – 130°С.

Внимание! Паровой котел обязательно устанавливается ниже уровня установки радиаторов и прокладки трубопроводов. В подвале устраивать котельную не стоит, лучше возвести дополнительное помещение с хорошо действующей вентиляцией.

Хотелось бы обратить ваше внимание, что паровые котлы могут работать на любом виде топлива. Поэтому производители выпускают различные модели. Хотя предпочтение отдается газовым котлам и твердотопливным.

Паровой котел в сборе

Комплектация

В первую очередь разберемся с трубами. Так вот пластиковые изделия в этой системе не устанавливаются. Они просто не выдержат такой высокой температуры. Бюджетный вариант – стальные трубы. Правда, у них очень низкий срок эксплуатации. Лучше всего, если будут использованы трубы из нержавейки или меди. Но это дорого.

В технологии сооружения трубной разводки самым главным критерием является создание герметичной отопительной системы. Поэтому трубы рекомендуется сваривать между собой. Можно использовать и резьбовое соединение, но необходимо, чтобы оно соответствовало высоким требованиям устойчивости к воздействию пара. Все то же самое относится и к запорной арматуре, манометрам и термометрам.

Что касается радиаторов отопления, то и тут выбор достаточно большой. Главное, чтобы они соответствовали техническим характеристикам котла, то есть вырабатываемому давлению и температуре теплоносителя. С давлением проблем возникнуть не должно, потому что стандартные батареи спокойно выдерживают 6 атм. Если хотите иметь запас прочности, тогда выбирайте модели, которые могут выдержать большее давление до 16 или 25 атм. Хотя во многих случаях это излишне.

Заключение по теме

Отопление с помощью насыщенного пара – дело реальное. Конечно, это не самый простой вариант, к тому же он требует больших денежных вложений, плюс высокое потребление топлива. Ведь, чтобы нагреть воду до +130°С, надо потратить большое количество энергоносителя. Расход получается двойной. Может быть, поэтому еще этот вид отопительной системы не очень популярен среди наших соотечественников.

Кто изобрел паровой двигатель?

В мире, приводимом в движение двигателями внутреннего сгорания, газовыми турбинами и ядерными реакторами, паровой двигатель может показаться пережитком прошлого. Но без этого изменяющего игру изобретения современный мир был бы совсем другим.

Возможно, самая важная разработка промышленной революции, паровой двигатель позволил добиться значительных успехов в горнодобывающей промышленности, обрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве и транспорте. И хотя нескольким выдающимся деятелям 18-го и 19-го веков приписывают разработку и совершенствование парового двигателя, история паровых машин на самом деле насчитывает почти 2000 лет до промышленной революции.

Древние паровые турбины

В начале первого века нашей эры греческий изобретатель по имени Герой Александрийский разработал первый в мире эолипил, или примитивную паровую турбину. Эолипилия Герона состояла из полой сферы, закрепленной на паре трубок. Нагретые снизу огнем, трубы транспортировали пар к сфере, где он выпускался через другую серию труб, выходящих из экватора сферы. Это движение пара через устройство вызвало вращение сферы, демонстрируя возможность использования пара в качестве движителя.

Хотя эолипил Героя был создан как новинка, а не как средство ускорения производства, он, тем не менее, является первым известным устройством для преобразования пара во вращательное движение. Но только в 17 веке были предприняты попытки использовать силу, демонстрируемую эолипилой Герона, для практических целей.

В первом веке нашей эры герой Александрии изобрел эолипил, или примитивную паровую турбину. .По мере того как европейцы 17-го века переходили от древесины к углю в качестве основного источника топлива, шахты углублялись и, как следствие, часто становились затопленными после проникновения в подземные источники воды.

Испанский администратор горных работ по имени Херонимо де Аянц, как полагают, был первым, кто решил проблему затопленных шахт. В 1606 году де Аянц зарегистрировал первый патент на машину, которая использовала энергию пара для выталкивания воды из шахт. Испанский изобретатель, которому также приписывают изобретение одной из первых в мире систем кондиционирования воздуха, использовал свой паровой двигатель для удаления воды из серебряных рудников в Гуадалканале, Севилья.

Хотя испанец впервые запатентовал паровую машину для использования в горном деле, англичанину обычно приписывают изобретение первого парового двигателя. В 1698 году Томас Савери, инженер и изобретатель, запатентовал машину, которая могла эффективно извлекать воду из затопленных шахт, используя давление пара. Сэйвери использовал принципы, изложенные Денисом Папеном, британским физиком французского происхождения, который изобрел скороварку. Идеи Папина о цилиндре и поршневом паровом двигателе ранее не использовались для создания работающего двигателя, но к 1705 году Савери превратил идеи Папина в полезное изобретение.

Используя два паровых котла, Savery разработал почти непрерывную систему для откачки воды из шахт. Но, несмотря на ранний успех системы Сэйвери, вскоре было обнаружено, что его двигатель способен извлекать воду только с небольших глубин, и эту проблему необходимо решить, если паровые двигатели будут работать в глубоких шахтах.

К счастью для европейских владельцев шахт, в 1711 году другой англичанин, Томас Ньюкомен, разработал лучший способ откачивать воду из шахт. В его системе использовался переработанный паровой двигатель, который устранял необходимость в накопленном давлении пара — недостаток в системе Савери, который привел ко многим неудачным взрывам.«Атмосферный» двигатель Newcomen — названный так потому, что уровень давления пара, который он использовал, приближался к атмосферному давлению — был первой коммерчески успешной машиной, которая использовала пар для работы водяного насоса.

Несмотря на то, что это улучшило первоначальный рендеринг парового двигателя в Savery, атмосферный двигатель Newcomen также имел свои недостатки. Машина была крайне неэффективной, требуя постоянного потока холодной воды для охлаждения важнейшего парового цилиндра (части двигателя, где давление пара преобразуется в движение), а также постоянного источника энергии для подогрева цилиндра.

Несмотря на этот существенный недостаток, конструкция двигателя Newcomen оставалась неизменной в течение следующих 50 с лишним лет и, помимо откачки шахт, использовалась также для осушения водно-болотных угодий, подачи воды в города и даже электростанции и мельницы путем откачки воды. снизу водяного колеса над ним для повторного использования.

В 1698 году Томас Савери запатентовал машину, которая могла эффективно забирать воду из затопленных шахт, используя давление пара. (Изображение предоставлено общественным достоянием.)

Приводя в действие промышленную революцию

Но к 1765 году судьба двигателя Ньюкомена была решена.В том же году Джеймс Уотт, шотландский производитель инструментов, работающий в университете Глазго, начал ремонт маленькой модели двигателя Newcomen. Ватт был озадачен большим количеством пара, потребляемого машиной Ньюкомена, и понял, что для устранения этой неэффективности ему придется покончить с постоянным охлаждением и повторным нагревом парового цилиндра.

Для этого Ватт разработал отдельный конденсатор, который позволял поддерживать паровой цилиндр при постоянной температуре и значительно улучшал функциональность двигателя Newcomen.

По финансовым причинам Уатт не смог сразу же изготовить свой новый и улучшенный атмосферный двигатель. Но к 1776 году он установил партнерские отношения с Мэтью Боултоном, английским производителем и инженером, решившим использовать паровые двигатели не только для откачки воды из шахт.

При финансовой поддержке Boulton Уотт разработал ротационный паровой двигатель одностороннего (а затем и двойного) действия, который наряду с фирменным отдельным конденсатором Уатта имел механизм параллельного движения, который удваивал мощность существующего парового цилиндра.Двигатель Boulton-Watt также был первым, который позволил оператору машины контролировать скорость двигателя с помощью устройства, называемого центробежным регулятором. В усовершенствованном двигателе использовалась новая система передач, разработанная сотрудником Уолта Мердока из компании Boulton and Watts, известная как солнечная и планетарная передача, для преобразования возвратно-поступательного (линейного) движения в вращательное.

Усовершенствования ватта для парового двигателя в сочетании с видением Боултона о стране, приводимой в движение паром, способствовали быстрому внедрению паровых двигателей в Великобритании и, в конечном итоге, в Соединенных Штатах.К 1800-м годам паровые двигатели были оснащены двигателями, фабриками, пивоваренными заводами и множеством других производственных операций. В 1852 году состоялся первый полет парового дирижабля. Дальнейшие итерации парового двигателя также стали определять путешествия, так как поезда, лодки и железные дороги приняли технологию, чтобы продвинуть пассажиров в 20-м веке. [Смотрите также: Как паровой двигатель изменил мир]

Следите за Элизабет Палермо в Твиттере @techEpalermo, Facebook или Google+. Следуйте LiveScience @livescience.Мы также в Facebook и Google+.

,

паровой двигатель | Определение, история, влияние и факты

Паровой двигатель , машина, использующая энергию пара для выполнения механической работы через посредство тепла.

Паровая машина Жана-Жозефа-Этьена Ленуара. Hulton Archive / Getty Images

Британика Викторина

Гаджеты и технологии: факты или вымысел?

Клавиатура компьютера — древнее устройство.

Далее следует краткая обработка паровых двигателей. Для полной обработки мощности и производства пара, а также паровых двигателей и турбин, см. Преобразование энергии: Паровые двигатели .

В паровом двигателе горячий пар, обычно подаваемый котлом, расширяется под давлением, и часть тепловой энергии преобразуется в работу. Остальная часть тепла может выходить или, для максимальной эффективности двигателя, пар может конденсироваться в отдельном устройстве, конденсаторе, при сравнительно низких температуре и давлении.Для высокой эффективности пар должен проходить через широкий температурный диапазон вследствие расширения в двигателе. Наиболее эффективные рабочие характеристики, то есть наибольшая производительность труда по отношению к поставляемому теплу, обеспечиваются при использовании низкой температуры конденсатора и высокого давления в котле. Пар можно дополнительно нагревать, пропуская его через перегреватель на пути от котла к двигателю. Обычный пароперегреватель представляет собой группу параллельных труб, поверхность которых подвергается воздействию горячих газов в топке котла.С помощью пароперегревателей пар может быть нагрет до температуры, при которой он не вырабатывается кипящей водой.

В поршневом двигателе с поршневым и цилиндрическим типом парового двигателя пар под давлением поступает в цилиндр с помощью клапанного механизма. Когда пар расширяется, он толкает поршень, который обычно соединяется с кривошипом на маховике для создания вращательного движения. В двигателе двойного действия пар из котла поступает попеременно на каждую сторону поршня. В простом паровом двигателе расширение пара происходит только в одном цилиндре, тогда как в составном двигателе имеется два или более цилиндров увеличивающегося размера для большего расширения пара и более высокой эффективности; первый и самый маленький поршень приводятся в действие исходным паром высокого давления, а второй — паром низкого давления, выпускаемым из первого.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня

В паровой турбине пар отводится с высокой скоростью через сопла, а затем проходит через ряд неподвижных и движущихся лопастей, заставляя ротор двигаться с высокой скоростью. Паровые турбины более компактны и обычно допускают более высокие температуры и более высокие коэффициенты расширения, чем поршневые паровые двигатели. Турбина является универсальным средством, используемым для выработки большого количества электроэнергии с помощью пара.

Самые ранние паровые двигатели были научными новинками Героя Александрийского в 1 веке до н.э., такими как эолипил, но только в 17 веке были предприняты попытки использовать пар для практических целей. В 1698 году Томас Савери запатентовал насос с клапанами с ручным управлением для подъема воды из шахт путем всасывания путем конденсации пара. Примерно в 1712 году другой англичанин, Томас Ньюкомен, разработал более эффективный паровой двигатель с поршнем, отделяющим конденсирующийся пар от воды.В 1765 году Джеймс Уотт значительно улучшил двигатель Newcomen, добавив отдельный конденсатор, чтобы избежать нагрева и охлаждения цилиндра с каждым ходом. Затем Уатт разработал новый двигатель, который вращал вал, вместо того, чтобы обеспечивать простое движение насоса вверх-вниз, и добавил много других улучшений для создания практичной силовой установки.

Вращающийся паровой двигатель Джеймса Уатта с солнечно-планетарным механизмом, оригинальный рисунок, 1788 год. В Музее науки, Лондон. , авторское право Британской короны, Музей науки, Лондон.

. Громоздкая паровая каретка для дорог была построена во Франции Николасом-Жозефом Каньо еще в 1769 году.Ричард Тревитик в Англии был первым, кто использовал паровоз на железной дороге; в 1803 году он построил паровоз, который в феврале 1804 года успешно проехал по конному маршруту в Уэльсе. Адаптация парового двигателя к железным дорогам стала коммерческим успехом с Ракетой английского инженера Джорджа Стивенсона в 1829 году. Первым практическим пароходом был буксир Шарлотта Дундас , построенный Уильямом Симингтоном и опробованный в канале Форт и Клайд, Шотландия, в 1802 году.Роберт Фултон применил паровой двигатель к пассажирскому катеру в Соединенных Штатах в 1807 году.

Паровой двигатель Corliss вырабатывал всю энергию, используемую в Машинном зале на Столетней выставке в Филадельфии, 1876 год. Библиотека Конгресса, Вашингтон, округ Колумбия,

Хотя паровой двигатель уступил место двигателю внутреннего сгорания в качестве средства приведения в движение транспортного средства, интерес к нему возродился во второй половине 20-го века из-за растущих проблем загрязнения воздуха, вызванных сжиганием ископаемого топлива в двигателях внутреннего сгорания.

Как работают паровые двигатели?

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 25 июля 2019 года.

Вообразите, что живете только на угле и
вода и до сих пор достаточно энергии
бежать со скоростью более 100 миль в час! Это именно то, что может сделать паровоз.
Хотя эти гигантские механические динозавры в настоящее время вымерли из большинства
железные дороги в мире, паровые технологии живут в сердцах людей и
локомотивы, подобные этому, до сих пор ходят как туристические достопримечательности на многих
железные дороги.

Паровозы были оснащены паровыми двигателями и заслуживают того, чтобы
вспомнил, потому что они охватили мир через промышленный
Революция 18 и 19 веков. Паровые двигатели ранжируются с
машины,
самолеты, телефоны,
радио и телевидение
среди величайших изобретений всех времен. Они чудеса техники и отлично
примеры техники, но под всем этим дымом и паром, как
точно они работают?

Фото: маленький, недавно восстановленный паровоз
работает на Суонедж железной дороге, Англия.Великая Западная железная дорога 0-6-2 Танк 6695 был спасен от свалки в 1979 году и потребовалось 26 лет, чтобы восстановить его до полного рабочего состояния за счет
200 000 фунтов стерлингов (около 400 000 долларов США).

Что питает паровой двигатель?

Требуется энергия, чтобы сделать абсолютно все
Вы можете думать о — кататься на скейтборде,
летать на самолете, ходить в магазины или водить машину вниз
ул. Большая часть энергии, которую мы используем для транспортировки сегодня, поступает из
масло, но это не всегда так. До начала 20-го века уголь был
любимое в мире топливо, и оно питало все от поездов и кораблей
на злополучные паровые самолеты, изобретенные американским ученым
Сэмюэл П.Лэнгли, ранний конкурент братьев Райт. Что было так
особенное про уголь? Есть много этого внутри Земли, так что это было
относительно недорогой и широко доступный.

Уголь является органическим химическим веществом, что означает
это основано на элементе
углерод. Уголь образуется в течение миллионов лет, когда останки погибших
растения захоронены под камнями, сжатыми давлением, и
приготовленный внутренним теплом Земли.
Вот почему это называется ископаемое топливо. Комки угля — это действительно комки
энергия. Углерод внутри них связан с атомами водорода и
кислород соединениями, называемыми химическими связями.Когда мы сжигаем уголь на костре,
связи распадаются, и энергия выделяется в форме тепла.

Уголь содержит примерно и энергии на килограмм энергии по сравнению с более чистыми ископаемыми видами топлива, такими как бензин, дизельное топливо и керосин, и это одна из причин, по которой паровые двигатели должны сжигать так много.

Фото: основные части паровоза.
Нажмите на маленькое фото, чтобы увидеть гораздо большее.
Это бывший британский железнодорожный стандарт 4МТ, паровоз № 80104 (построен в Брайтоне в 1955 году)
работает на Суонедж железной дороге, Англия в августе 2008 года.Прочитайте, как он был восстановлен из ржавой кучи и возвращен в сервис
его владельцы, Южные Локомотивы, в
80104 Восстановление.

Что такое паровой двигатель?

Паровой двигатель — это машина, которая сжигает уголь для выделения тепла
энергия, которую он содержит, — это пример того, что мы называем тепловым двигателем. Это
немного похоже на гигантский чайник, сидящий на угольном огне. Тепло от огня кипит вода в чайнике и превращает его в пар. Но вместо того, чтобы бесполезно взрывать воздух,
как пар из чайника, пар захватывается и используется для питания
машина.Давайте узнаем, как!

Как работает паровой двигатель

Грубо говоря, в паровом двигателе есть четыре разные части:

  1. Пожар, где горит уголь.
  2. Бойлер, полный воды, который огонь нагревает, чтобы произвести пар.
  3. Цилиндр и поршень, скорее как велосипедный насос, но очень
    больше. Пар из котла подается в цилиндр, вызывая
    поршень двигаться в одну сторону, а затем в другую. Это в и из движения
    (который также известен как «возвратно-поступательное движение») используется для езды…
  4. Машина прикреплена к поршню. Это может быть что угодно от
    водяной насос для заводской машины … или даже гигантский паровоз
    бег по железной дороге.

Это очень упрощенное описание, конечно. На самом деле сотни или даже тысячи деталей
самый маленький локомотив.

Пошаговое

Легче всего увидеть, как все работает в нашей маленькой анимации
паровоза, внизу. Внутри кабины локомотива вы загружаете уголь
в топку (1), которая довольно
буквально металлическая коробка
содержащий ревущий угольный огонь.Огонь нагревает котел — гигант
чайник «внутри паровоза.

Котел (2) в паровозе
не очень похож на
чайник, который вы использовали бы, чтобы сделать чашку чая, но он работает
так же, производя пар под высоким давлением.
Котел представляет собой большой резервуар с водой с десятками тонких металлических трубок
Бег
через него (для простоты мы показываем только один здесь, окрашенный в оранжевый цвет).
Трубы идут от топки к дымоходу, перенося тепло и
дым от огня с ними (показаны в виде белых точек внутри трубки).Такое расположение котельных труб, как их называют, означает
двигателя
огонь может нагревать воду в баке котла намного быстрее, поэтому он производит пар
быстрее и эффективнее. Вода, которая делает пар либо
происходит из цистерн, установленных на боковой стороне локомотива, или из отдельного вагона, называемого тендером, который тянется за
локомотив. (Тендер также предусматривает поставку угля для локомотива.) Вы можете увидеть фото
тендера, показывающего его резервуар для воды дальше вниз по этой странице.

Пар, вырабатываемый в котле, стекает в цилиндр (3)
только впереди колеса, толкая плотно прилегающий поршень, поршень
(4), туда и обратно.Маленький механический затвор в цилиндре, известный как
впускной клапан
(показано оранжевым цветом) впускает пар. Поршень подключен к одному или
больше колес локомотива через своего рода плечо локтя руки
сустав называется кривошипно-шатунным
(5).

По мере нажатия поршня кривошип и шатун поворачивают
колеса локомотива и приводят поезд в движение (6).
Когда поршень достиг конца цилиндра, он не может нажать
дальше. Импульс поезда (тенденция продолжать движение) несет
провернуть вперед, толкая поршень обратно в цилиндр
Оно пришло.Клапан подачи пара закрывается. Выпускной клапан открывается и
поршень выталкивает пар обратно через цилиндр и поднимает
дымоход локомотива (7). Прерывистый глухой звук, который
паровой двигатель и его прерывистые клубы дыма случаются, когда
поршень движется вперед и назад в цилиндре.

Там есть цилиндр с каждой стороны локомотива и два цилиндра
огонь немного не в ногу друг с другом, чтобы всегда есть некоторые
сила толкает двигатель вперед.

Типы паровых двигателей

Фото: крупный план поршня и цилиндра в паровом двигателе.

На приведенной выше схеме показан очень простой одноцилиндровый двигатель с паровым двигателем
паровоз вниз по рельсам. Это называется роторным
пар
двигатель, потому что работа поршня состоит в том, чтобы заставить колесо вращаться.
Самые ранние паровые двигатели работали совершенно иначе. Вместо того
поворачивая колесо, поршень толкал балку вверх и вниз в простой
возвратно-поступательное или возвратно-поступательное движение.Поршневой пар
двигатели использовались для откачки воды из затопленных угольных шахт в начале
18-ый век.

На нашей диаграмме показан пар, толкающий поршень в одну сторону, и импульс
локомотива, едущего в другом направлении. Это называется односторонним действием
паровой двигатель, и это довольно неэффективная конструкция, потому что поршень
будучи приведенным в действие только половину времени. Намного лучше (хотя немного больше
сложный) дизайн использует дополнительные паровые трубы и клапаны, чтобы сделать паровой толчок
поршень сначала в одну сторону, а затем в другую.Это называется двойного действия
(или противоточный) паровой двигатель.
Это более мощный, потому что пар приводит в движение поршень все
время. Если вы внимательно посмотрите на колеса типичного парового двигателя, вы
увидим, что все сложнее, чем мы видели в простой анимации выше:
там гораздо больше техники, чем просто один кривошип и шатун. На самом деле, есть
запутанная коллекция блестящих рычагов, скользящих вперед и назад с дотошным
точность. Это называется редуктором клапана. Его работа
это открывать и закрывать клапаны цилиндров в нужные моменты, чтобы позволить
подача пара с обоих концов, чтобы двигатель работал максимально эффективно и мощно, и чтобы он мог
ехать задним ходом.Есть довольно много разных типов
клапанный механизм; один из самых распространенных дизайнов называется Walschaerts, названный в честь
его бельгийский изобретатель Эгид Вальшартс (1820–1901). Танковый двигатель 80104
показано на втором фото на этой странице, имеет клапанный механизм типа Уолшерта, и так же
Eddystone, локомотив, изображенный ниже.

Фото: клапанный механизм Walschaerts на типичном большом паровозе,
34028 Eddystone.

Первые паровые двигатели были очень большими и неэффективными, что означает
потребовалось огромное количество угля, чтобы заставить их что-либо делать.Поздние двигатели
производится пар при гораздо более высоком давлении: пар был произведен в
меньший, намного более сильный котел, так что он выдавливается с большей силой и
взорвали поршень сильнее. Избыточная сила высокого давления
пар
двигатели позволили инженерам сделать их легче и компактнее,
и именно это проложило путь для паровозов, пароходов,
и паровые машины.

Фото: паровые двигатели не могли нести всю воду
они нужны для долгого путешествия. Периодически им придется прекратить пополнять счет в
резервуары для воды на рельсовой дорожке, подобные этой (сверху) на Суонеджской железной дороге.У больших двигателей были тендеры: грузовики, которые они тащили за собой, содержали запасы
уголь (перед красной линией, которую мы нарисовали) и вода (за красной линией). Уголь держится под углом
пластина внутри тендера, которая делает его естественно наклониться к отверстию
впереди, где пожарный может легко сунуть его в топку.
Ниже: Вы можете увидеть, как выглядит тендер внутри на этой необычной фотографии пустого тендера,
сфотографирован сверху и снизу, снят в Научном центре науки в Бирмингеме, Англия.Этот тендер содержит около 18000 литров (4000 британских галлонов) воды и принадлежит музейному локомотиву города Бирмингема.

Пар действительно умер?

Уголь был дешевым и обильным топливом во времена раннего промышленного
Революция, но изобретение бензинового двигателя
(бензиновый двигатель) в середине 19 века ознаменовал новую эру:
в 20-м веке нефть обогнала уголь как фаворита в мире
топлива. Паровые двигатели крайне неэффективны, тратя около 80–90 процентов
всей энергии, которую они производят из угля.Это означает, что они должны сжечь
огромное количество угля для производства полезного количества энергии.

Паровая машина настолько неэффективна, потому что огонь, который сжигает уголь,
полностью отделить (и часто на некотором расстоянии от) цилиндр, который вращается
тепловая энергия в паре в механическую энергию, которая питает
машина. Эта конструкция называется двигателем внешнего сгорания
потому что огонь и котел находятся вне цилиндра. Это неэффективно
потому что энергия тратится впустую как тепло и пар от огня,
через котел, в цилиндр.Бензиновые и дизельные двигатели основаны на совершенно другой конструкции, называемой
двигатель внутреннего сгорания. Бензин или дизельное топливо
сжигается внутри цилиндра, а не снаружи, и это делает
Двигатели внутреннего сгорания значительно эффективнее.
(Вы можете узнать больше о внутреннем и внешнем сгорании в нашем обзоре
двигателей.)
Нефть также имеет много других преимуществ: она чище угля и делает меньше
Загрязнение воздуха, и гораздо легче транспортировать в трубах.

Именно поэтому паровозы исчезли с наших железных дорог — тепловозы были
в целом удобнее.Требуются часы, чтобы запустить паровой двигатель, прежде чем вы сможете его использовать; ты можешь
Запустите дизельный двигатель менее чем за минуту. Паровые двигатели исчезли с заводов, когда электричество
стал более удобным способом питания зданий. Кто хочет загружать уголь на завод каждый день, когда они могут просто
нажать на переключатели, чтобы заставить вещи работать?

Художественная работа: Меньше значит больше: в 1960-х годах Великобритания перешла от паровых двигателей к дизельным и электрическим. Последние двигатели были построены там в 1956 году, а самый последний паровоз работал в августе 1968 года.К 1968 году количество работающих локомотивов было примерно на треть меньше, чем в 1962 году, но перевозилось столько же грузов: дизель-электрическая железнодорожная система
гораздо эффективнее Источник: взято с использованием данных из «Производительности Британских железных дорог 1962–1968 гг.» К.Д.Джонса, журнал «Экономика и политика транспорта», том. 4, № 2 (май 1970 г.), с. 162–170.

Но вещи не совсем такие, какими кажутся. Пар и уголь никогда не делали
исчезнуть — не совсем.
Откуда берется электричество, которое мы используем?
Было бы здорово, если бы все это происходило из возобновляемых источников энергии
(ветряные турбины, солнечные батареи и т. д.), но
большая часть этого все еще прибывает из угля,
сгорели на электростанциях за несколько миль от
наши дома и фабрики.Внутри электростанции, работающей на угле, уголь все еще сжигается для производства пара, приводя в действие подобные мельнице устройства, называемые
паровые турбины, которые намного эффективнее паровых двигателей. Как они вращаются, они поворачиваются
электромагнитные генераторы и выработки электроэнергии.
Итак, вы видите, хотя паровозы исчезли из нашего
железные дороги, паровая энергетика
жив и здоров — и так же важен, как и всегда!

Фото: некоторые из паровых двигателей, которые работают на линиях наследия
были еще относительно новыми, когда они были сняты со службы.Вот этот,
Bulleid Pacific № 34070 «Манстон»
был построен в 1947 году и снят менее чем через 20 лет (в 1964 году).
После долгого восстановления Южными Локомотивами, он вернулся в
служба на Суонедж железной дороге в сентябре 2008 года.
Удивительно впечатляющее зрелище, оно весит 128 тонн и может развивать скорость более 160 км / ч (100 миль в час).

Кто изобрел паровой двигатель … и когда?

Вот краткая история мощности пара:

  • 1-й век н.э .: герой Александрии
    демонстрирует паровую вращающуюся сферу, называемую эолипилом.
  • 16 век н.э .: итальянский архитектор Джованни
    Бранка
    (1571–1640) использует паровую струю для вращения лопастей небольшого колеса,
    в ожидании паровой турбины, разработанной сэром Чарльзом Парсонсом в 1884 году.
  • 1680: голландский физик Кристиан Гюйгенс
    (1629-1693)
    делает первый поршневой двигатель, используя простой цилиндр и поршень
    работает от взрыва пороха. Помощник Гюйгенса Денис
    Папин
    (1648 – c.1712) понимает, что пар — это лучший способ для привода цилиндра и
    поршень.
  • 1698: Томас Савери (ок.1650-1715)
    развивает
    паровой водяной насос под названием «Шахтерский друг». Это просто
    поршневой паровой двигатель (или балочный двигатель) для перекачки воды из
    мин.
  • 1712: англичанин Томас Ньюкомен
    (1663–1729) развивает
    Гораздо лучшая конструкция парового водяного двигателя, чем у Savery
    и обычно приписывают изобретение парового двигателя.
    Шотландский инженер по имени джеймс ватт
    (1736–1819) выясняет
    гораздо более эффективный способ получения энергии от пара после улучшения
    модель двигателя Newcomen.Улучшения Ватта Ньюкомена
    двигатель привел к широкому распространению пара.
  • 1770: офицер французской армии Николя-Жозеф
    Кагнот
    (1725–1804) изобретает паровой трехколесный трактор.
  • 1797: английский горный инженер Ричард
    Trevithick
    (1771–1833) разрабатывает паровую версию двигателя Ватта под высоким давлением,
    прокладывание пути для паровозов.
  • 1803: английский инженер Артур Вульф
    (1776–1837) делает
    паровой двигатель с более чем одним цилиндром.
  • 1804: американский промышленник Оливер Эванс
    (1775-1819)
    изобретает паровой пассажирский автомобиль.Как и Тревитик, он
    признает важность пара высокого давления и создает более
    50 паровых машин.
  • 1807: американский инженер Роберт Фултон
    (1765–1815) работает
    первый пароход по реке Гудзон.
  • 1819: пароходный океанский корабль «Саванна»
    пересекает
    Атлантика из Нью-Йорка в Ливерпуль всего за 27 дней.
  • 1825: английский инженер Джордж Стивенсон
    (1781–1848) строит первую в мире паровую железную дорогу между
    города Стоктон и Дарлингтон.Начнем с того, что паровозы тянут
    только тяжелые угольные грузовики, а пассажиров перевозят в конных экипажах.
  • 1830: Ливерпуль и Манчестерская Железная дорога первыми используют паровую энергию
    для перевозки как пассажиров, так и грузов.
  • 1882: плодовитый американский изобретатель Томас
    Эдисон
    (1847–1931) открывает первую в мире коммерческую электростанцию ​​в Перл
    Улица, Нью-Йорк. Он использует высокоскоростные паровые двигатели для питания
    генераторы электричества.
  • 1884: английский инженер сэр Чарльз Парсонс
    (1854-1931)
    разрабатывает паровую турбину для своей скоростной паровой лодки Turbinia.

PS Waverley steam ship pulling into Swanage Pier, September 2009

Фото: Подумайте о паровых двигателях, и вы, вероятно, подумаете о паровозах, но корабли тоже работали на пару, прежде чем появились дизельные двигатели. Это прекрасно отреставрированный PS Waverley, последний в мире плавучий пароход в океане, построенный в 1947 году и отправившийся на причал Суонидж в сентябре 2009 года.

,

Кто изобрел паровой двигатель? Урок промышленной истории

История парового двигателя восходит к 1 веку нашей эры, когда герой Александрии впервые описал «эолипилу». Более 1500 лет спустя примитивные формы турбин, приводимых в движение паровой энергией, были объяснены Таки ад-Дином в 1551 году, а также Джованни Бранкой в ​​1629 году. Это были либо небольшие паровые домкраты, либо спусковые устройства. Они в основном использовались изобретателями для демонстрации того, что паровую энергетику нельзя недооценивать.

История Steam Engine — Открытие Steam Power

В 1700-х годах шахтеры столкнулись с серьезной промышленной проблемой, связанной с добычей воды из глубоких шахт. В это время была продемонстрирована истинная мощность пара, поскольку энергия использовалась для накачки воды из глубины шахт. С этим была открыта потенциальная мощность пара, что привело к изобретению полноценного парового двигателя.

Паровые электростанции в современном мире появились позже.Основным принципом, на котором работали первые паровые двигатели, была «конденсация водяного пара для создания вакуума».

Кто изобрел паровой двигатель?

Томас Савери был первым человеком, который изобрел паровой насос с целью откачивания воды в 1698 году. Он назвал его «водой через огонь». Запатентованный им паровой насос работал на кипящей воде, пока он полностью не превратился в пар. затем пар собирали в резервуаре, отбирая каждую каплю пара из исходного резервуара, создавая тем самым вакуум в исходном резервуаре.Именно этот вакуум использовался для производства достаточного количества энергии для откачки воды из шахт. Это оказалось временным решением, так как энергия могла вытянуть воду с глубины всего нескольких метров. Другим недостатком этого насоса было то, что давление пара использовалось для удаления воды, которая всасывалась внутри бака. Давление было слишком сильным для котлов, и произошло несколько взрывов, так как котлы были недостаточно сильны.

  • Томас Савери: биография Томаса Савери с информацией о его двигателе.
  • Разработка парового двигателя: В статье рассказывается о разработке парового двигателя, охватывающей вклад Savery и атмосферные двигатели.

Двигатели низкого давления

Высокий расход угля, который был обычным в паровом двигателе Newcomen, был снижен благодаря инновациям в конструкции двигателя Джеймса Ватта. Цилиндр двигателя низкого давления содержал теплоизоляцию, отдельный конденсатор и механизм откачки конденсированной воды. Таким образом, двигателю низкого давления удалось снизить расход топлива более чем на 50%.

Thomas Newcomen Паровой двигатель

В 1712 году Томас Ньюкомен изобрел эффективный и практичный паровой двигатель. Разработанный им паровой двигатель состоял из поршня или цилиндра, который перемещал огромный кусок дерева для привода водяного насоса. Двигатель не использовал давление пара, чтобы оказать какое-либо давление на поршень, но это была деревянная балка, которая была тяжелее по отношению к основному насосу. Именно сила тяжести стащила деревянную часть насоса со стороны насоса. Лучевой двигатель Newcomen оставался в эксплуатации более 50 лет, но он оказался неэффективным, так как для эффективной работы двигателя требовалось много энергии.Цилиндр должен был каждый раз нагреваться и охлаждаться, что потребляло большую часть его энергии, вызывая огромные потери.

Иван Ползунов и первый двухцилиндровый паровой двигатель

Иван Ползунов был русским изобретателем, который в 1766 году построил первый в своей стране паровой двигатель и первый в мире двухцилиндровый двигатель. Двухцилиндровый паровой двигатель Ползунова был более мощным, чем английские атмосферные двигатели. Он имел номинальную мощность 24 кВт. Модель Ползунова с двухцилиндровым паровым двигателем в настоящее время экспонируется в Барнаульском музее.

  • Иван Ползунов: В статье приводятся сведения о том, как этот русский ученый построил двухцилиндровый паровой двигатель.
  • Двухцилиндровый паровой двигатель: вот изображение двухцилиндрового парового двигателя 1880-х годов.

James Watt-Улучшенный паровой двигатель

Наконец, именно Джеймс Уотт произвел революцию в паровом двигателе, применив отдельный конденсатор в оригинальной конструкции. Он придумал отдельный конденсатор в 1765 году. Конструкция обрела форму успешного парового двигателя только 11 лет спустя.Самая большая проблема с его реализацией была технология создания огромного поршня, чтобы сохранить умеренное количество вакуума. Технология увидела большой прогресс. Когда финансовая поддержка стала доступной, двигатель был наконец введен на железных дорогах и судах. В Соединенных Штатах в период с 1897 по 1927 год на парах работало более 60 000 автомобилей.

Двигатели высокого давления

Но кто изобрел паровую машину высокого давления? В 1800 году Ричард Тревитик изобрел двигатели с паром, работающим под высоким давлением.Они оказались более мощными по сравнению со всеми двигателями, изобретенными ранее, но именно дизайн двигателя, представленный Оливером Эвансом, стал успешным. Он использовал концепцию пара для питания двигателя, а не для конденсации пара и создания вакуума. Эванс разработал первый паровой двигатель без конденсации и высокого давления в 1805 году. Двигатель был неподвижным и мог развивать скорость 30 об / мин (оборотов в минуту). Этот двигатель впервые использовался для запуска пилы. Двигатели высокого давления поддерживались огромными цилиндрическими резервуарами, заполненными водой, которая нагревалась путем размещения источника тепла прямо под ним для выработки достаточного количества пара.

Со временем эти паровые двигатели использовались в моторных лодках и на железных дорогах в 1802 и 1829 годах соответственно. Спустя почти полвека были изобретены первые паровые автомобили. Чарльз А. Парсонс создал первую паровую турбину в 1880 году. К 20-му веку паровая машина широко использовалась в автомобилях и на кораблях.

Cornish Steam Engine

Ричард Тревитик попытался обновить насосный двигатель, изготовленный Ваттом. Он был модифицирован для адаптации к корнуоллским котлам, которые разработал Тревитик.Впоследствии эффективность Cornish Steam Engines повысила Уильям Симс, Артур Вулф и Сэмюэл Гроуз. Обновленные паровые двигатели Cornish оснащены изолированным двигателем, трубами и котлами для повышения эффективности.

  • Ричард Тревитик: вот биография этого индустриального гения, полная интересных фактов Ричарда Тревитика.

Другие популярные темы на ThomasNet.com включают штамповки с глубокой вытяжкой, литьевые пластмассы, компании лазерной резки, мастерские по изготовлению металлических изделий, цеха прядения металлов, цеха штамповки металлов, резиновые детали для литья под давлением и пластмассы для литья под давлением на заказ.

Больше от изготовления и изготовления на заказ

,

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о