Что же собой представляли другие паровые установки?
Укротители пара
Первое известное устройство, приводимое в движение паром, было описано Героном Александрийским еще в первом столетии. Пар, выходящий по касательной из дюз, закрепленных на шаре, заставлял последний вращаться.
Реальная паровая турбина была изобретена намного позже в Египте арабским философом, астрономом и инженером XVI века Таги-аль-Диноме. Он предложил метод вращения вертела посредством потока пара, направляемого на лопасти, закрепленные по ободу колеса. Подобную машину предложил в 1629 году и итальянец Джованни Бранка — для вращения цилиндрического устройства, которое поочередно поднимало и отпускало пару пестов в ступах.
Однако дальнейшее развитие парового двигателя требовало экономических условий, в которых разработчики двигателей могли бы воспользоваться их результатами. Таких условий не было ни в античную эпоху, ни в Средневековье, ни в эпоху Возрождения. Дело сдвинулось только в конце XVII века.
Одна из первых паровых машин была создана испанским изобретателем Йеронимо Аянсом де Бомонт. В 1663 году англичанин Эдвард Сомерсет установил приводимое в движение паром устройство для подъема воды на стену башни в замке Реглан.
Большое значение имели также опыты француза Дени Папена, который считается изобретателем парового котла.
Но и тогда никто не был готов рисковать деньгами для новой революционной концепции, и ни одна из созданных машин не применялась на производстве.
Английская революция
В 1698 году английский военный инженер Томас Сайвери разработал прототип паровой машины — поршневой насос, который можно было использовать для вращения колес водяной мельницы или откачки воды из шахт.
В 1712 году появился "атмосферный двигатель" кузнеца Томаса Ньюкомена. Работал он так: пар из котла поступал в основание цилиндра и поднимал поршень вверх. При впрыскивании в цилиндр холодной воды пар конденсировался, в цилиндре образовывался вакуум, и поршень под воздействием атмосферного давления опускался вниз. Этот обратный ход удалял воду из цилиндра и поднимал вверх шток насоса. Когда поршень находился в нижней точке своего хода, в цилиндр снова поступал пар, и поршень поднимался в исходное положение. После цикл повторялся.
Машина Ньюкомена обширно использовалась во всей Европе более 50 лет. В 1740 году, например, она выполняла за день недельную работу бригады из 25 человек и десяти лошадей. Именно с двигателем Ньюкомена принято связывать начало промышленной революции в Англии.
Превосходство Уатта
— Ивану Ползунову удалось достичь совершенства в развитии пароатмосферных двигателей, Джеймс Уатт разработал собственно паровую машину — и это принципиально разные вещи, — объясняет Аркадий Контев. — Поэтому разговоры о том, что англичане украли у нас идею изобретения, совершенно не имеют под собой почвы.
Паровую машину двойного действия Уатта относят к 1782 году. Конечному результату предшествовала кропотливая работа, в ходе которой англичанин пришел к выводу, что температура рабочего цилиндра должна быть постоянной. Для этого он выполнил охладитель пара в виде отдельного устройства. Конструкция получилась более эффективная и простая. Для регулировки частоты вращения вала Уатт снабдил свой двигатель центробежным регулятором. Как только двигатель достигал определенной частоты вращения вала, регулятор уменьшал подачу пара, что было очень удобно при практическом использовании машины. Кроме того, Уатт вместо простого кривошипа применил параллелограммный балансирный механизм. Это обеспечило плавность хода и позволило снизить массу двигателя.
Его двигатель сначала широко применялся для приведения в действие машин и станков прядильных и ткацких фабрик, а позже и других промышленных предприятий. Машина Уатта стала изобретением века. Как рассказывают историки, Уатт начал работать над своей машиной примерно в то же время, что и Ползунов. Правда, его труды получили большую поддержку.
Любопытно, что у машины Уатта действительно был шанс родиться в нашей стране: в 1775 году ему поступило предложение от Российской академии наук работать в России.
Русское правительство сулило английскому инженеру "занятие, сообразное с его вкусом и познаниями". Но намерение Уатта уехать в Россию так и не осуществилось.
Справка
Паровые машины способствовали широкому распространению коммерческого применения машин на предприятиях и явились энергетической основой промышленной революции XVIII века. Паровые машины использовались как приводной двигатель в насосных станциях, локомотивах, на паровых судах, тягачах, паровых автомобилях и других транспортных средствах. Позднее они были вытеснены двигателями внутреннего сгорания, паровыми турбинами и электромоторами, КПД которых выше.
Паровые турбины, по сути, являющиеся разновидностью паровых машин, до сих пор широко используются в качестве приводов генераторов электроэнергии.
Самое важное - в нашем Telegram-канале
