第一百一十六章 開發計劃
第一百一十六章開發計劃
按蒸汽在汽缸中的流向，可分為回流式和單流式。
按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式。
人類是偉大的種族。
蒸汽機出現後，人類並沒有滿於現狀，而是努力讓蒸汽機變得更好。
發展提高了蒸汽機的功效。
蒸汽機的發展首先體現在功率和效率的提高，而這又主要取決於蒸汽參數的提高。
初期，蒸汽機的蒸汽壓力，僅為零點一一至零點一三兆帕，一九世紀初才達到零點三五至零點七兆帕，二十世紀二十年代曾用到六至一零兆帕。
在蒸汽溫度上，一九世紀末還不超過二百五十攝氏度，而到二十世紀三十年代，曾用到四百五十攝氏度至四百八十攝氏度。
至於效率，瓦特初期連續運轉的蒸汽機，按燃料熱值計總效率不超過百分之三。
到一八四零年，最好的凝汽式蒸汽機總效率可達百分之八。
到二零世紀，蒸汽機最高效率可達到百分之二十以上。
在轉速方麵，一八世紀末瓦特蒸汽機僅四零～五零轉分；二零世紀初轉速達到一零零～三零零轉分，個別蒸汽機曾達到二五零零轉分。在功率方麵，最初單機功率僅幾馬力，二零世紀初的一台船用蒸汽機的功率可達二五零零零馬力。
隨著蒸汽參數和功率的提高，蒸汽已不可能在一個汽缸中繼續膨脹，還必須在相連接的汽缸中繼續膨脹，於是出現了多級膨脹的蒸汽機。蒸汽機因受到潤滑油閃點的限製，所用蒸汽的最高溫度一般都不超過四零零攝氏度，機車，船用等移動式蒸汽機還略低一些，多數不高於三五零攝氏度。考慮到膨脹的可能性和結構的經濟性，常用壓力在二點五兆帕以下。蒸汽參數受到限製，從而也限製了蒸汽機功率的進一步提高。
蒸汽機的出現和改進促進了社會經濟的發展，但同時經濟的發展反過來又向蒸汽機提出了更高的要求，如要求蒸汽機功率大、效率高、重量輕、尺寸小等。盡管人們對蒸汽機作過許多改進，不斷擴大它的使用範圍和改善它的性能，但是隨著汽輪機和內燃機的發展，蒸汽機因存在不可克服的弱點而逐漸衰落。
五引擎附件編輯
簡介
高壓蒸汽機引擎有多種造型，但最主要的是往複活塞和汽輪機。
往複式
雙動
帶壓蒸汽技術被發明後下一個重要的改進是使用雙動活塞，帶壓蒸汽在一個汽缸壓力降低到普通大氣壓或在其凝結過程中可以推動另一個汽缸。大多數往複式引擎今天使用這個技術。汽缸完全封閉來防止蒸汽逃散。一根滑杆通過一根搖臂軸和曲壁將往複運動轉換為旋轉運動。另一個曲壁和軸承用來控製閥門。
假如兩個雙動活塞同時被使用時，一般它們的曲壁的相正好差九零度，這樣一個引擎在任何時候都做功。
多脹式
另一種蒸汽機由多個直徑不斷增大的單動汽缸組成。一般由三個汽缸組成。
從鍋爐出來的高壓蒸汽首先推動第一個和最小的一個活塞。當這個活塞開始回退時一部分擴張的蒸氣被驅入第二個汽缸推動它的活塞，這樣繼續使用在第一個汽缸膨脹的蒸汽。第三個汽缸使用在第二個汽缸中膨脹的蒸汽。
蒸汽機
蒸汽機
有時人們也使用兩個麵積總和與最大的那個活塞的麵積相同的小一些的活塞來取代最大的那個活塞，這樣的引擎可以四步工作，比較平穩。
這種蒸汽機尤其對海上的輪船非常重要，因為它的蒸汽在做功的過程中不斷減壓後可以重新進入鍋爐加熱。海上的輪船必須節約用水，因為它可能很長時間無法補充水，而陸上的蒸汽機則可以不斷加水。一直到第二次世界大戰大多數商船都使用這種蒸汽機。一九零五年以前所有的戰艦也使用這種蒸汽機。缺點是它的效率稍低。
單流
另一種往複式蒸汽機是單流蒸汽機。在這些蒸汽機中閥門由凸輪來控製。汽缸容積最小時入汽閥門打開。然後入汽閥門關閉，蒸汽膨脹。汽缸容積最大時汽缸側麵的排氣閥門打開。這些排氣口與凝結腔相連，它們使汽缸內的壓力降低到大氣壓以下。軸承的慣性使活塞重新向上運動。單流蒸汽機總是組成蒸汽機組一起運行。單流蒸汽機入氣口和出氣口的溫度恒定，不象其它蒸汽機那樣不斷變化。
汽輪機
高壓汽輪機由一係列帶有螺旋槳式的槳葉的轉盤組成。這些旋輪與不動的定輪交替，定輪的作用是導引氣流的方向。這樣的蒸汽機比往複蒸汽機要平穩。
旋轉式
旋轉蒸汽機是一種比較新的蒸汽機設計。
六改良過程編輯
一七六四年，學校請瓦特修理一台紐可門式蒸汽機，在修理的過程中，瓦特熟悉了蒸汽機的構造和原理，並且發現了這種蒸汽機的兩大缺點：活塞動作不連續而且慢；蒸汽利用率低，浪費原料。以後，瓦特開始思考改進的辦法。直到一七六五年的春天，在一次散步時，瓦特想到，既然紐可門蒸汽機的熱效率低是蒸汽在缸內冷凝造成的，那麽為什麽不能讓蒸汽在缸外冷凝呢？瓦特產生了采用分離冷凝器的最初設想。
在產生這種設想以後，瓦特在同年設計了一種帶有分離冷凝器的蒸汽機。按照設計，冷凝器與汽缸之間有一個調節閥門相連，使他們既能連通又能分開。這樣，既能把做工後的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以使汽缸內產生同樣的真空，避免了汽缸在一冷一熱過程中熱量的消耗，據瓦特理論計算，這種新的蒸汽機的熱效率將是紐可門蒸汽機的三倍。
蒸汽機
蒸汽機
從理論上說，瓦特的這種帶有分離器冷凝器的蒸汽機顯然優於紐可門蒸汽機，但是，要把理論上的東西變為實際上的東西，把圖紙上的蒸汽機變為。