www.wikidata.uk-ua.nina.az

Парова машина Джеймса Ватта Парова машина Ватта парова машина побудована у 1784 р Джеймсом Ваттом Схема парової машини В

Парова машина Джеймса Ватта

Парова машина Ватта;— парова машина, побудована у 1784 р. Джеймсом Ваттом.

Схема парової машини Ватта: 1 — котел паровий; 2 — каркас; 3 — кран розподільчий паровий; 4 — труба парова; 5 — циліндр; 6 — поршень; 7 — труба водяна; 8 — кран розподільчий водяний; 9 — балансир; 10 — тяга; 11 — шатун; 12 — кривошип; 13 — маховик; 14 — стійка; 15 — шток; 16 — труба парова; 17 — труба водяна; 18 — трубопровід подачі холодної води; 19 — стійка; 20 — вал; 21 — направляюча

Конструкція і принцип дії Редагувати

Паровий двигун Ватта складається з водяного парогенератора — котла 1, що спирається завдяки каркасу 2 на фундамент. Парогенератор 1 через розподільчий паровий кран 3 та трубопроводи 4 і 16 з'єднаний з порожнинами циліндра 5, в якому розміщений поршень 6. З іншого боку до порожнин циліндра 5 приєднані трубопроводи 7 та 17 з розподільчим водяним краном 8 для подачі холодної води з трубопроводу 18. Шток 15 поршня 6 ковзає направляючими 21,та завдяки тязі 10, що утворює обертові пари А і В з ланками 9 та 15, приєднаний до лівого плеча коромисла 9 шарнірно-важільного кривошипно-коромислового механізму 9-11-12. Коромисло 9 має шарнірну опору О на стойці 14. До правого плеча коромисла 9, завдяки обертовій парі С, приєднаний шатун 11, що, у свою чергу, утворює обертову пару Д з кривошипом 12. Кривошип жорстко прикріплений до вала 20 і утворює обертову пару зі стійкою 19. На вал 20 жорстко посаджений маховик 13.

Машина Ватта складається з трьох самостійник блоків:

Поршень 6 силового циліндра 5 займає крайнє нижнє положення, тобто знаходиться в нижній мертвій точці (НМТ). Верхня порожнина циліндра 5 заповнена водяною парою. Розподільчий кран 3 перекриває доступ водяної пари з парогенератора 1 в порожнину циліндра 5. Розподільчий водяний кран 8 перекриває доступ холодної води з трубопроводу 18 в порожнину циліндра 5. Кривошип 12 шарнірно-важільного механізму 9-11-12 займає крайнє верхнє мертва точка (ВМТ). Водяний котел 1, встановлений на рамі 2, є розігрітим.

Працює паровий двигун Ватта таким чином. Повертають триходовий кран 8 та подають з трубопроводу 18 і далі по трубопроводу 7 дозовану масу холодної води у верхню порожнину циліндра 5. Водяна пара, що знаходиться там, конденсується. Потім відкривають розподільчий кран 3. Пара по трубопроводу 4 із парогенератора 1 спрямовується в нижню порожнину силового циліндра 5. Поршень 6 під дією тиску водяної пари рухається догори, витісняючи при цьому конденсат з верхньої порожнини циліндра 5 назад по трубопроводу 7 в магістраль 18. Після досягнення поршнем 6 крайнього верхнього положення ВМТ в циліндрі 5 розподільчими кранами 3 та 8 перекривають доступ водяної пари та холодної води в порожнину циліндра 5. Потім повертають триходовий кран 8 та подають з трубопроводу 18 через трубопровід 17 дозовану порцію холодної води в нижню порожнину силового циліндра 5. Водяна пара, що знаходиться там, конденсується.

Далі відкривають кран 3 та подають з парогенератора 1 по трубопроводу 16 водяну пару в верхню порожнину силового циліндра 5. Під дією тиску пари поршень 6 починає рухатися донизу, витісняючи при цьому конденсат з нижньої порожнини циліндра 5 через трубопровід 17 назад в трубопровід 18. Після досягнення поршнем 6 крайнього нижнього положення НМТ в циліндрі 5 кранами 3 та 8 перекривають доступ водяної пари та холодної води в порожнину силового циліндра 5. Цикл закінчений.

Зворотно-поступальний рух поршня 6 в силовому циліндрі 5 через шток 15 та за допомогою тяги 10 перетворюється в коливальний рух коромисла 9 навколо шарнірної опори О. Потім шарнірно-важільний механізм 9-11-12 перетворює коливальний рух вхідної ланки 9 в обертовий рух вихідної ланки — кривошипа 12. Кривошип обертає вихідний вал 20 на опорі Е, послідовно займаючи верхнє та нижнє мертві положення ВМТ та НМТ. Необхідну рівномірність обертового руху та плавний перехід через мертві положення кривошипа 12 забезпечує маховик 13, що жорстко посаджений на вал 20.

Діаграма р-V циклу парової машини Ватта.

У паровому двигуні Ватта застосований кривошипно-коромисловий шарнірно-важільний механізм для перетворення зворотно-поступального руху поршня силового циліндра в обертовий рух кривошипа, що закріплений на вихідному валу. Від цього валу обертовий рух може передаватися будь-якій технологічній машині.

Ватт запропонував подвійне пересування поршня в силовому циліндрі під дією водяної пари. Він перетворив обидва ходи поршня — вгору-вниз — в робочі ходи. Водяна пара в порожнині силового циліндра направляється поперемінно за допомогою спеціального паророзподільчого механізму, що надалі був вдосконалений та названий «золотником». Подвійний робочий хід зробив машину більш технологічною.

Потім Ватт прийшов до висновку, що не обов'язково весь час (доки поршень силового циліндра рухається) подавати в порожнину водяну пару. Достатньо подати у визначену порожнину мірну порцію водяної пари, що при розширенні буде рухати поршень. Це зробило двигун економічним: менше знадобилося водяної пари, а значить, і менша витрата палива.

Усі введені Ваттом удосконалення перетворили парову машину в універсальний паровий двигун, появу якого так довго очікували.

Література Редагувати

  • Швець І. Т. , Кіраковський Н. Ф. Загальна теплотехніка та теплові двигуни. — К.: Вища школа, 1977. — 269 с.
  • Теплотехніка: Підручник / О. Ф. Буляндра, Б. Х. Драганов, В. Г. Федорів і ін. — К.: Вища школа, 1998. — 334 с. — ISBN 5-11-004753-7
  • Бучинський М. Я., Горик О. В., Чернявський А. М., Яхін С. В. ОСНОВИ ТВОРЕННЯ МАШИН / [За редакцією О. В. Горика, доктора технічних наук, професора, заслуженого працівника народної освіти України]. — Харків: Вид-во «НТМТ», 2017. — 448 с. : 52 іл. ISBN 978-966-2989-39-7
  • Гнітько С. М., Бучинський М. Я., Попов С. В., Чернявський Ю. А. Технологічні машини: підручник для студентів спеціальностей механічної інженерії закладів вищої освіти. — Харків: НТМТ, 2020. — 258 с.

Інтернет-ресурси Редагувати

Вікісховище має мультимедійні дані за темою:
Watt steam engines

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Parova mashina Vatta parova mashina pobudovana u 1784 r Dzhejmsom Vattom Shema parovoyi mashini Vatta 1 kotel parovij 2 karkas 3 kran rozpodilchij parovij 4 truba parova 5 cilindr 6 porshen 7 truba vodyana 8 kran rozpodilchij vodyanij 9 balansir 10 tyaga 11 shatun 12 krivoship 13 mahovik 14 stijka 15 shtok 16 truba parova 17 truba vodyana 18 truboprovid podachi holodnoyi vodi 19 stijka 20 val 21 napravlyayuchaKonstrukciya i princip diyi RedaguvatiParovij dvigun Vatta skladayetsya z vodyanogo parogeneratora kotla 1 sho spirayetsya zavdyaki karkasu 2 na fundament Parogenerator 1 cherez rozpodilchij parovij kran 3 ta truboprovodi 4 i 16 z yednanij z porozhninami cilindra 5 v yakomu rozmishenij porshen 6 Z inshogo boku do porozhnin cilindra 5 priyednani truboprovodi 7 ta 17 z rozpodilchim vodyanim kranom 8 dlya podachi holodnoyi vodi z truboprovodu 18 Shtok 15 porshnya 6 kovzaye napravlyayuchimi 21 ta zavdyaki tyazi 10 sho utvoryuye obertovi pari A i V z lankami 9 ta 15 priyednanij do livogo plecha koromisla 9 sharnirno vazhilnogo krivoshipno koromislovogo mehanizmu 9 11 12 Koromislo 9 maye sharnirnu oporu O na stojci 14 Do pravogo plecha koromisla 9 zavdyaki obertovij pari S priyednanij shatun 11 sho u svoyu chergu utvoryuye obertovu paru D z krivoshipom 12 Krivoship zhorstko prikriplenij do vala 20 i utvoryuye obertovu paru zi stijkoyu 19 Na val 20 zhorstko posadzhenij mahovik 13 Mashina Vatta skladayetsya z troh samostijnik blokiv vodyanogo kotla parogeneratora sho viroblyaye vodyanu paru i ye dzherelom vnutrishnoyi energiyi dd dd silovogo cilindra sho peretvoryuye vnutrishnyu energiyu vodyanoyi pari u zvorotno postupalnij ruh porshnya dd dd sharnirno vazhilnogo krivoshipno koromislovogo mehanizmu sho peretvoryuye zvorotno postupalnij ruh porshnya silovogo cilindra v obertovij ruh svoyeyi vihidnoyi lanki krivoshipa dd dd Porshen 6 silovogo cilindra 5 zajmaye krajnye nizhnye polozhennya tobto znahoditsya v nizhnij mertvij tochci NMT Verhnya porozhnina cilindra 5 zapovnena vodyanoyu paroyu Rozpodilchij kran 3 perekrivaye dostup vodyanoyi pari z parogeneratora 1 v porozhninu cilindra 5 Rozpodilchij vodyanij kran 8 perekrivaye dostup holodnoyi vodi z truboprovodu 18 v porozhninu cilindra 5 Krivoship 12 sharnirno vazhilnogo mehanizmu 9 11 12 zajmaye krajnye verhnye mertva tochka VMT Vodyanij kotel 1 vstanovlenij na rami 2 ye rozigritim Pracyuye parovij dvigun Vatta takim chinom Povertayut trihodovij kran 8 ta podayut z truboprovodu 18 i dali po truboprovodu 7 dozovanu masu holodnoyi vodi u verhnyu porozhninu cilindra 5 Vodyana para sho znahoditsya tam kondensuyetsya Potim vidkrivayut rozpodilchij kran 3 Para po truboprovodu 4 iz parogeneratora 1 spryamovuyetsya v nizhnyu porozhninu silovogo cilindra 5 Porshen 6 pid diyeyu tisku vodyanoyi pari ruhayetsya dogori vitisnyayuchi pri comu kondensat z verhnoyi porozhnini cilindra 5 nazad po truboprovodu 7 v magistral 18 Pislya dosyagnennya porshnem 6 krajnogo verhnogo polozhennya VMT v cilindri 5 rozpodilchimi kranami 3 ta 8 perekrivayut dostup vodyanoyi pari ta holodnoyi vodi v porozhninu cilindra 5 Potim povertayut trihodovij kran 8 ta podayut z truboprovodu 18 cherez truboprovid 17 dozovanu porciyu holodnoyi vodi v nizhnyu porozhninu silovogo cilindra 5 Vodyana para sho znahoditsya tam kondensuyetsya Dali vidkrivayut kran 3 ta podayut z parogeneratora 1 po truboprovodu 16 vodyanu paru v verhnyu porozhninu silovogo cilindra 5 Pid diyeyu tisku pari porshen 6 pochinaye ruhatisya donizu vitisnyayuchi pri comu kondensat z nizhnoyi porozhnini cilindra 5 cherez truboprovid 17 nazad v truboprovid 18 Pislya dosyagnennya porshnem 6 krajnogo nizhnogo polozhennya NMT v cilindri 5 kranami 3 ta 8 perekrivayut dostup vodyanoyi pari ta holodnoyi vodi v porozhninu silovogo cilindra 5 Cikl zakinchenij Zvorotno postupalnij ruh porshnya 6 v silovomu cilindri 5 cherez shtok 15 ta za dopomogoyu tyagi 10 peretvoryuyetsya v kolivalnij ruh koromisla 9 navkolo sharnirnoyi opori O Potim sharnirno vazhilnij mehanizm 9 11 12 peretvoryuye kolivalnij ruh vhidnoyi lanki 9 v obertovij ruh vihidnoyi lanki krivoshipa 12 Krivoship obertaye vihidnij val 20 na opori E poslidovno zajmayuchi verhnye ta nizhnye mertvi polozhennya VMT ta NMT Neobhidnu rivnomirnist obertovogo ruhu ta plavnij perehid cherez mertvi polozhennya krivoshipa 12 zabezpechuye mahovik 13 sho zhorstko posadzhenij na val 20 nbsp Diagrama r V ciklu parovoyi mashini Vatta U parovomu dviguni Vatta zastosovanij krivoshipno koromislovij sharnirno vazhilnij mehanizm dlya peretvorennya zvorotno postupalnogo ruhu porshnya silovogo cilindra v obertovij ruh krivoshipa sho zakriplenij na vihidnomu valu Vid cogo valu obertovij ruh mozhe peredavatisya bud yakij tehnologichnij mashini Vatt zaproponuvav podvijne peresuvannya porshnya v silovomu cilindri pid diyeyu vodyanoyi pari Vin peretvoriv obidva hodi porshnya vgoru vniz v robochi hodi Vodyana para v porozhnini silovogo cilindra napravlyayetsya popereminno za dopomogoyu specialnogo parorozpodilchogo mehanizmu sho nadali buv vdoskonalenij ta nazvanij zolotnikom Podvijnij robochij hid zrobiv mashinu bilsh tehnologichnoyu Potim Vatt prijshov do visnovku sho ne obov yazkovo ves chas doki porshen silovogo cilindra ruhayetsya podavati v porozhninu vodyanu paru Dostatno podati u viznachenu porozhninu mirnu porciyu vodyanoyi pari sho pri rozshirenni bude ruhati porshen Ce zrobilo dvigun ekonomichnim menshe znadobilosya vodyanoyi pari a znachit i mensha vitrata paliva Usi vvedeni Vattom udoskonalennya peretvorili parovu mashinu v universalnij parovij dvigun poyavu yakogo tak dovgo ochikuvali Literatura RedaguvatiShvec I T Kirakovskij N F Zagalna teplotehnika ta teplovi dviguni K Visha shkola 1977 269 s Teplotehnika Pidruchnik O F Bulyandra B H Draganov V G Fedoriv i in K Visha shkola 1998 334 s ISBN 5 11 004753 7 Buchinskij M Ya Gorik O V Chernyavskij A M Yahin S V OSNOVI TVORENNYa MAShIN Za redakciyeyu O V Gorika doktora tehnichnih nauk profesora zasluzhenogo pracivnika narodnoyi osviti Ukrayini Harkiv Vid vo NTMT 2017 448 s 52 il ISBN 978 966 2989 39 7 Gnitko S M Buchinskij M Ya Popov S V Chernyavskij Yu A Tehnologichni mashini pidruchnik dlya studentiv specialnostej mehanichnoyi inzheneriyi zakladiv vishoyi osviti Harkiv NTMT 2020 258 s Internet resursi Redaguvati nbsp Vikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Watt steam engines Watt atmospheric engine Arhivovano 13 veresnya 2017 u Wayback Machine Michigan State University Chemical Engineering Watt s perfect engine excerpts from Transactions of the Newcomen Society Boulton amp Watt engine Arhivovano 19 serpnya 2017 u Wayback Machine at the National Museum of Scotland Boulton and Watt Steam Engine at the Powerhouse Museum Sydney Arhivovano 3 bereznya 2017 u Wayback Machine Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Parova mashina Dzhejmsa Vatta amp oldid 38203407