10186

Техника XVII - XVIII вв. Создание и использование паровой машины

Научная статья

Логика и философия

Техника XVII-XVIII вв. Создание и использование паровой машины На протяжении практически всего XVII в. главным источником энергии оставался водяной двигатель. О его потенциальных возможностях свидетельствует крупнейшая гидротехническая установка сооруженная на реке Сена

Русский

2013-03-21

43.5 KB

12 чел.

Техника XVII - XVIII вв. Создание и использование паровой машины

На протяжении практически всего XVII в. главным источником энергии оставался водяной двигатель. О его потенциальных возможностях свидетельствует крупнейшая гидротехническая установка, сооруженная на реке Сена в 1682 г. Она состояла из 13 колес диаметром по 8 м, служивших для привода в действие более 200 насосов. С их помощью подавалась вода на высоту до 160 м для обеспечения функционирования фонтанов Версаля грандиозного дворцово-паркового комплекса в пригороде Парижа. Вместе с тем главным стимулом использования энергии воды служило растущее фабричное производство. В большей степени это относилось к Англии, где бурно развивалась текстильная промышленность.

К началу XVIII в. возможности гидравлического двигателя оказались исчерпанными. Постоянный рост промышленного производства привел к необходимости поиска новых источников энергии. Учитывая достижения естественных наук того времени, можно с уверенностью сказать, что время создания парового двигателя было исторически предопределено. Действительно, в 1698 г. английский инженер Томас Севери сконструировал первую в мире паровую машину. Единственным ее назначением была откачка воды из шахт, поэтому за ней закрепилось название «Друг рудокопа» Мощность машины составляла всего 3 л. с, (лошадиные силы). Она была крайне неэкономичной и взрывоопасной. Эти недостатки попытался устранить Томас Ньюкомен. В 1711 г. он создал пароатмосферную машину мощностью 8 л. с. Она потребляла в трое меньше топлива и имела в 8 раз большую производительность труда. Безопасность ее использования гарантировал предохранительный клапан, через который выходил лишний пар. Машины Ньюкомена получили довольно широкое распространение в Англии, а затем в Германии и Франции. Однако область их применения по-прежнему ограничивалась процессом откачки воды.

Первый в мире универсальный паровой двигатель изобрел русский механик И. И. Ползунов (1728 - 1766 гг.). Он родился в Екатеринбурге в семье рядового солдата. Окончив горнозаводскую школу, Ползунов стал трудиться на уральских профильных предприятиях. За успехи в овладении специальностью его перевели на Алтай в Колывано-Воскресенский горнопромышленный округ, находившийся в ведении императорского кабинета. Работу на Барнаульском заводе Ползунов совмещал с самообразованием. Он изучал труды М..В, Ломоносова и Д, Папена. Ознакомившись с изобретениями Т. Севери и Т. Ньюкомена, Ползунов решил создать принципиально новую паровую машину непрерывного действия.

В апреле 1763 г. в канцелярию Екатерины II поступила докладная записка с проектом данного изобретения. Непрерывность работы двигателя достигалась автором путем применения двух цилиндров, поршни которых поочередно передавали ход на общий вал. Такое решение проблемы стало революционным переворотом в области прикладной механики, поскольку непрерывность действия паровых машин способствовала их универсализации, т. е. использованию в различных отраслях экономики. Однако приближенные Екатерины II этого понять не смогли. Через семь месяцев вышел специальный указ императрицы, в котором предписывалось наградить автора уникального изобретения щедрой денежной премией и повысить его в чине. Между тем в документе ничего не говорилось о необходимости промышленного внедрения проекта Ползунова. Правда, один из пунктов указа гласил о желательности командировать автора на учебу в Академию наук. В случае его исполнения И. И. Ползунов вполне мог встретиться в Санкт-Петербурге с MB. Ломоносовым, и тогда судьба русской паровой машины могла быть иной. В это время Ломоносов сам занимался изобретательством. Он конструировал плавильную и стекловаренную печи, пытался создать машину для получения атмосферного электричества и громоотводное устройство, уделял внимание усовершенствованию парового двигателя.

Местное начальство не нашло возможным отлучать И. И. Ползунова от выполнения непосредственных обязанностей, не проявив серьезной заинтересованности в его изобретении. Даже в такой ситуации Ползунов при поддержке немногочисленных помощников все же собирает свою машину. Но проверить ее в действии не успевает. Испытание машины состоялось через четыре дня после кончины механика. Проработав почти два месяца, она принесла прибыль в 12 тыс. р. Затем котел дал течь, устранением которой никто никогда не занимался. 21 июля 1768 г. комиссия Академии наук приняла решение поместить машину Ползунова в кунсткамере, но и там она не сохранилась.

Заграницей проект универсального парового двигателя появился в начале 70-х гг. 17 в. Он принадлежал английскому теплотехнику Джеймсу Уатту. К 1778 г. в г. Сохо вблизи Бирмингема была построена паровая машина с непрерывным вращательным движением. В 1781 г. это изобретение получило патент. Область применения универсальных паровых двигателей постоянно расширялась. Они использовались для привода всевозможных станков на предприятиях Англии. В 1785 г там уже действовали 144 таких машины обшей мощностью 2009 л. с. Они получили распространение и в других странах Европы.

В конце XVIII в. возникло вполне закономерное стремление использовать паровой двигатель на транспорте. Первую попытку применить его для передвижения по воде предпринял французский изобретатель Дени Папен. Он изготовил паровую лодку, модель которой оказалась неудачной и развития не получила. Более удачлив был Роберт Фултон. Находясь в США, он построил колесное судно «Клермонт», приводимое в движение паровым двигателем мощностью 20 л. с. В августе 1807 г. оно совершило рейс от Нью-Йорка до Олбани протяженностью 280 км. Дальнейшее развитие пароходства стало продвигаться довольно быстро. В 1813 г. появился первый пароход в России под названием «Елизавета». Параллельно осуществлялись попытки использовать паровой двигатель в наземном транспорте. В 1802 г. Ричард Тревитик сконструировал и испытал автомобиль на паровой тяге, а через год поставил его на рельсы. Получившийся паровоз мог вести состав с грузом до 10 т. со скоростью 8 км в час. Однако Тревитик так и не вошел в историю техники в качестве основателя локомотивостроения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28579. Требования к качеству ключевой информации и источники ключей 16.09 KB
  Не все ключи и таблицы замен обеспечивают максимальную стойкость шифра. Исчерпывающий ответ на вопрос о критериях качества ключей и таблиц замен ГОСТа если и можно получить то только у разработчиков алгоритма. Очевидно что нулевой ключ и тривиальная таблица замен по которой любое значение заменяется но него самого являются слабыми. Таблица замен является долговременным ключевым элементом т.
28580. Криптоанализ 12.62 KB
  В частности полнораундовый алгоритм ГОСТ 2814789 может быть вскрыт с помощью дифференциального криптоанализа на связанных ключах но только в случае использования слабых таблиц замен. 24раундовый вариант алгоритма в котором отсутствуют первые 8 раундов вскрывается аналогичным образом при любых таблицах замен однако сильные таблицы замен делают такую атаку абсолютно непрактичной. [править] Критика ГОСТа Основные проблемы ГОСТа связаны с неполнотой стандарта в части генерации ключей и таблиц замен. Тривиально доказывается что у ГОСТа...
28581. Проблемы генерации и распространения ключей. Конфигурации сетей связи 14.3 KB
  Можно выделить несколько этапов жизни ключевой информации: n Изготовление n Доставка потребителям n Утилизация n Уничтожение Мы рассматривали в основном утилизацию ключей то есть их использование в алгоритмах шифрования. Рассмотрим теперь процедуры изготовления и доставки ключей абонентам они называются генерацией и распространением соответственно. Правила генерации распространения утилизации и уничтожения ключей называются ключевой системой.
28582. Требования к системе с симметричными ключами – при генерации и распространении ключей 16 KB
  Правила генерации распространения утилизации и уничтожения ключей называются ключевой системой. Процедура генерации ключей должна производить только ключи специфицированные для данного алгоритма 2. Процедура генерации должна быть максимально приближена к модели случайного равновероятного выбора ключа из множества всех ключей специфицированных для данного алгоритма.
28583. Генерация случайных чисел., использование типовых узлов в качестве ДСПЧ 33.58 KB
  Хорошие датчики имеют весьма качественные характеристики и могут использоваться непосредственно для получения ключей однако они сложны и имеют высокую стоимость и поэтому не находят массового применения. Их стоимость существенно ниже они более надежны но использовать выход с них в качестве ключа в чистом виде не рекомендуется частично о том почему их можно использовать мы поговорим в когда будем говорить о системах с открытым ключом. В качестве ДСПЧ можно использовать один из следующих узлов. Использовать его можно несколькими...
28584. Генерация случайных чисел с использованием аппаратных ДСЧ 12.16 KB
  Практически интересным является вопрос о создании аппаратных ДСЧ генерирующих 01 последовательность как можно более близкую к последовательности получаемой по равновероятной биномиальной схеме. Проблема с использованием аппаратных ДСЧ заключается в необходимости наличия дополнительного изделия а это зачастую может быть трудно реализуемо. В тех случаях когда криптографические преобразования реализуются аппаратно эта проблема разрешима сегодня аппаратные ДСЧ реализованы в изделиях серии ГРИМ и КРИПТОН при этом правда ДСЧ последнего не...
28585. Классификация имущества предприятия по видам 34 KB
  К ним относятся основные средства капитальные и другие финансовые вложения нематериальные активы. Основные средства – это часть средств производства целиком и полностью участвующие в хозяйственной деятельности предприятий в течение длительного времени не меняющие своей натуральной формы и переносящие свою стоимость на продукт постепенно по мере износа. Практически к основным средствам относя средства со сроком полезного использования больше 12 месяцев. Оборотные средства активы – вложения финансовых ресурсов в объекты...
28586. Классификация системы внутреннего контроля 28 KB
  Также различают внутренний контроль в зависимости от применяемых методов и приемов контроля общие методы контроля индукция дедукция анализ синтез обобщение и другие самостоятельно разработанные методы замеры взвешивание пересчет инвентаризация наблюдение экспертиза сверка обратная калькуляция логическая и экономическая проверка тестирование анкетирование опрос и т. Одна из наиболее развитых форм внутреннего контроля внутренний аудит. Организация внутреннего контроля в форме внутреннего аудита присуща крупным и некоторым...
28587. Классификация имущества предприятия по источникам образования 30 KB
  Основной собственный источник хозяйственных средств предприятия – уставный капитал. Его первоначальная величина фиксируется в уставе предприятия без фиксирования в уставе документ фактически не имеет смысла. Направления и величина уставного капитала определяются собственником предприятия.