蒸汽機的發明與創造,經過科學家的不斷改良,應用越來越廣泛!

2020-12-03 百家號

蒸汽機的發明與創造,經過科學家的不斷改良,應用越來越廣泛!

約公元100年,希臘機械師海倫·封·亞歷山大製造了一臺神奇的機器:一個煮水的鍋,上面安裝了兩根出蒸汽的彎管,通過蒸汽的反作用力可以讓活動的鍋繞著它的軸轉動。

不過直到1765年,蘇格蘭人詹姆斯·瓦特才造出了第一合正常運轉的蒸汽機。原則上說,海倫的機器就是歷史上第一臺蒸汽機,但是由於它的功率很小,用兩根指頭就可以將其停下,因此在技術上應用蒸汽力的路途依然很遠。蒸汽機的發明與創造,經過科學家的不斷改良,應用越來越廣泛!

1690年,法國物理學家、壓力鍋的發明者丹尼斯·巴本製作了一個黃銅氣缸,裡面安裝了一個活塞,當他把水在汽缸裡加熱時,蒸汽就會推動活塞,離開熱源,活塞就會落下去。此外,這位發明家還能藉此舉起重物。1712年,英國人託馬斯·紐科門把蒸汽鍋爐和氣缸分開,製造了一臺水泵,但是其功率並不盡如人意。

瓦特蒸汽機的問世帶來了新的突破。瓦特蒸汽機的最大改進是:首次實現了通過蒸汽壓力自身來推動氣缸裡的活塞,從而取代了過去的真空蒸汽機。1780年,瓦特採用了輪軸和飛輪,有了它們,活塞的來回運動就可轉變為輪軸的旋轉運動。此後,蒸汽機成為了引領工業化時代的萬能推動器。

機車的勝利進軍

1801年,英國人理察·特拉維斯克把一臺蒸汽機安裝到了一輛交通工具上,其載人時速為每小時15公裡。他的這種交通工具是該類型車輛中第一輛能夠真正運行的。到了1804年,世界上第一輛蒸汽機車已經在鐵軌上運行了,它同樣出自特拉維斯克之手。

八年之後,他的同胞約輸·布倫金索普也製造了一臺機車(也是最早的機車之ー),它主要用於日常的採礦作業。1825年,英國人喬治·史蒂芬森的蒸汽機鐵路竣工,這是世界上第一條正規的鐵路線(達林頓至斯託克頓)。

汽輪機帶來功率的提高

1883年,瑞典工程師卡爾·古斯塔夫·德·拉瓦爾發明了一臺全新類型的蒸汽機:汽輪機。與活塞蒸汽機相比,它的轉速和功率都高得多。1894年,汽輪機第一次用在輪船上。1900年,法國工程師奧古斯特·拉託展示了一臺新型的多級汽輪機模型,自此以後,汽輪機逐漸取代了活塞蒸汽機

早期的能量儲存者

生於1736年的詹姆斯·瓦特開始是以「數學儀器設計者」的身份在格拉斯哥大學做研究,那兒有一臺被稱為組科門平衡槓桿蒸汽機的模型急需修理,瓦特把這臺機器重新修好並改善了其功能,改良後的機器煤炭消耗量僅為原來的三分之一。

這位發明者和企業家約輸·羅巴克一起申請了一項「火力機中關於降低蒸汽及燃料消耗的新方法」的專利。1775年,瓦特和工廠主馬18世紀修·博爾頓一起成立了一家生意興隆的驅動機公司,直到去世(1819)他都是這家公司的合伙人。

蒸汽機的使用

航運

1802年,第一艘葉輪蒸汽船在蘇格蘭的福斯一—克萊德運河上航行此後水路成為重要的工業運輸路線。

採礦

1835年左右,蒸汽機被用於煤礦和鐵礦開採以及鐵的治煉,從而大大減輕了勞動強度。

修路

1859年,法國道路工程師雷蒙恩發明了蒸汽壓路機,它的使用首先是在城市中的使用一一大大提高了道路的質量。

發電

1888年,發電廠首次使用蒸汽機,用功率大得多的汽輪機來推動發電機。

相關焦點

  • 蒸汽機的發明與原理
    【每日科技網】   蒸汽機是現代火車最初的雛形,蒸汽機是20世紀最偉大的發明,甚至還創造了蒸汽時代,工業革命產生的一部分原因是因為瓦特對蒸汽機的改良,而瓦特並沒有發明蒸汽機,他只是對蒸汽機進行了改良。那麼蒸汽機是誰發明的呢?蒸汽機的原理又是什麼?
  • 蒸汽機不是瓦特發明的,又是誰發明的呢?
    第一次工業革命進入高潮得益於瓦特改良了蒸汽機,使蒸汽機投入工廠使用,因為它能產生巨大的動力,而且不受自然條件的限制。使工業革命進入了一個全新的階段。那麼問題來了,蒸汽機不是瓦特發明的,那是誰最早發明了蒸汽機呢?
  • 蒸汽機到底是誰發明的,瓦特對蒸汽機的貢獻
    由於活塞每推動一次,氣缸裡的蒸汽都要先冷凝,拉回活塞後再加熱,進行下一次推動,從而使得蒸汽80%的熱量都耗費在維持氣缸的溫度上面,紐科門發明的蒸汽機效率很低。紐科門蒸汽機發明以後五十年裡並沒有太多進步,它一直在礦井中抽水,但即使在正常工作狀態下,它也太弱了,無法應付不斷增加的水量。隨著礦井挖得更深,它們應付不了礦坑裡越來越多的地下水,礦坑對當時的礦工來說簡直是死亡陷阱。
  • 蒸汽機不是瓦特最先發明的,但是他卻成功引發了工業革命
    瓦特蒸汽機前人的步伐如今普遍認為是瓦特發明了蒸汽機,進而引領了英國的工業革命,蒸汽機確實標誌著工業革命的開始,但是卻並非是瓦特發明的。第二年,瓦特便製造出了復動式蒸汽機。1784年,「平行連杆機構"使得蒸汽機具有更廣泛的工業實用性。到1790年,瓦特又完成了汽缸示功氣的發明,這是整個蒸汽機改良過程的最後一步。這種經過改良的蒸汽機,比紐可門機器的工作效率提高了兩倍,耗煤量卻降低了75%,而且它安全可靠,速度很快,在當時幾乎無可挑刷,人稱「萬能蒸汽機」。
  • 蒸汽機發明的介紹
    蒸汽機內應該有冷熱兩個容器,一個容器始終是冷的,負責使蒸汽冷凝,產生真而讓另一個汽缸始終是熱的,負責做功。這一設想產生後,他就開始了自己的研究之路。1765年5月,瓦特的研究有了突破性的進展。經過多次試驗和失敗,瓦特終於在汽缸的外面單獨設置了一個蒸汽冷凝器,做成了一臺可供實際應用的單作用式蒸汽機。
  • 公元1720年代:蒸汽機與工業革命
    本期提要 木材危機致使英國人大量使用煤炭,並利用氣壓等科學原理髮明蒸汽機解決煤礦的排水問題。後來瓦特對蒸汽機進行改良,使其得以廣泛應用於工業生產的各個領域,使英國實現了工業革命,極大推動了社會生產力的進步。
  • 發明蒸汽機,後世科學家以他的名字命名功率單位
    他在那裡有幸結識了當時的一批著名的物理和化學教授,虛心求教各種知識,為他以後的發明創造再次創造了條件。十八世紀中期,英國的資本主義發展正經歷著一場重大的產業革命。大批工廠建立起來了,原有的水力動力裝置遠遠不能滿足生產的需要,生產力的發展受到了嚴重影響。人們都在探索新的動力來源和動力裝置,這個歷史重任最後由瓦特承擔了下來。
  • 瓦特:世界公認的蒸汽機發明家 歷史上的優才人物 No.41
    他對當時已出現的蒸汽機原始雛形作了一系列的重大改進,發明了單缸單動式和單缸雙動式蒸汽機,提高了蒸汽機的熱效率和運行可靠性,對當時社會生產力的發展作出了傑出貢獻。他改良了蒸汽機、發明了氣壓表、汽動錘。後人為了紀念他,將功率的單位稱為瓦特,常用符號「W」表示。瓦特是國際單位制中功率和輻射通量的計量單位,常用符號「W」表示。
  • 改良蒸汽機的牛人——瓦特(3)
    瓦特,改良了蒸汽機,推動了人類向工業時代大步前行。也就是說,這個蒸汽機在使用時非常浪費能源。就像一個漏油的發動機一樣,即使已經給發動機準備了充足的燃料,可是因為這臺發動機在不斷的漏油,因此發動機真正用於工作的燃料就非常少,大部分都漏出去了,利用率非常低。
  • 蒸汽機之父瓦特背後的男人
    [摘要]人們熟稔瓦特從水壺中的沸水得到啟發,發明蒸汽機的故事。然而很少有人知曉資助瓦特發明實驗的馬修·博爾頓。他對瓦特的資助為瓦特改良蒸汽機提供了經濟保障,並且將蒸汽機推向市場。眾所周知,蒸汽機的發明者是瓦特。人們熟稔瓦特從水壺中的沸水得到啟發,發現水蒸氣的動力作用,從而發明蒸汽機的故事。然而很少有人知曉資助瓦特發明實驗的兩位企業家——約翰·羅巴克和馬修·博爾頓。特別是博爾頓,他對瓦特的資助為瓦特改良蒸汽機提供了經濟保障,並且將蒸汽機推向市場,使其獲得廣泛應用。50英鎊作為最大的英鎊紙幣面額,瓦特與博爾頓獲此殊榮,也是英國重視科學家與企業家的一個註腳。
  • 名人故事33 | 發明蒸汽機的——瓦特
    學醫治天花的—詹納/琴納29偉大的戲劇大師—莎士比亞 30英國鐵路之父——史蒂芬孫▼點擊聽音頻▼詹姆斯·瓦特(James Watt,1736年1月19日 - 1819年8月25日)英國發明家1776年製造出第一臺有實用價值的蒸汽機。以後又經過一系列重大改進,使之成為"萬能的原動機",在工業上得到廣泛應用。他開闢了人類利用能源新時代,使人類進入"蒸汽時代"。後人為了紀念這位偉大的發明家,把功率的單位定為"瓦特"(簡稱"瓦",符號W)。
  • 胡翌霖 | 蒸汽機的發明
    ▲薩弗裡的蒸汽泵 1712年,紐可門發明第一臺實用蒸汽機,他把汽缸和鍋爐分開來,在汽缸中加入冷水噴射器,汽缸充滿蒸汽後使之冷凝產生真空,讓大氣壓做功,形成往復的機械運動。設法改良蒸汽機的不止瓦特(1736-1819)一個人,比如斯米頓也在嘗試改良,他的方法是不斷調試,改變鈕可門蒸汽機每一個部件的尺寸看看效果,最終他把鈕可門蒸汽機的效率提高了一倍。但還是比不上瓦特的新設計。瓦特是一個儀器修理員,上一講提到18世紀形成了一條儀器產業,既然這些實驗儀器經常被演示,那就總要損壞,於是就需要人去修理,瓦特當時就是一個專業的維修工。
  • 詹姆斯瓦特與蒸汽機
    水汽越來越多,越來越強,先是從蓋的邊緣往外冒。接著是集中力量把壺蓋兒往上頂。一下兩下終於強大的蒸汽把壺蓋頂起,直衝向爐子上方。詹姆斯我從來沒看到過你這樣的孩子。半個小時過去了你一言不發,一會兒把水壺蓋兒蓋上,一會兒又取下。你不能去看看書或者做些有意義的事情嗎?孩子姑媽責備的說他當然不可能想到這個叫詹姆斯瓦特的孩子今後做的最有意義的事情就是從看著水壺的蒸汽開始的。
  • 偉大的科學家瓦特,發明蒸汽機推動英國工業革命的進程
    偉大的科學家瓦特,發明蒸汽機推動英國工業革命的進程提起瓦特,人們就會想起蒸汽機,想起他發明的蒸汽機給工業革命注入的新的活力。其實,蒸汽機並不是瓦特發明的,早在瓦特出生以前,歷史上第一臺具有實用價值的蒸汽抽水機就已問世了,它是由英國人塞維裡在1698年製造的,在此基礎上,1705年英國的鐵匠紐科門經過長期研究,又研製出一種性能更好的蒸汽抽水機,並得到廣泛的推廣。不過這兩種蒸汽機都不能發動機器,且效率低下,燃料消耗量過大,是瓦特在前人的基礎上,將蒸汽機作了改進,先後製成功率較大的單動式蒸汽機和聯動式蒸汽機。
  • 看工業革命的實質,瓦特改良蒸汽機引領世界走向了蒸汽時代
    到了17世紀初,當人類的技術-步步前進,對於蒸汽作為動力的認知和嘗試才變得越來越具有實際意義。1601年,義大利人設想用蒸汽壓力作為動力來提水;1690年,法國技師在利用蒸汽動力的過程中,第一次採用了活塞。雖然取得了這些重要進步,但這些器械還在試驗之中,沒有用於生產。1698年,英國人又發明製造出一種蒸汽泵。
  • 蒸汽機居然不是瓦特發明的?
    上期我說了,瓦特被邀請去維修蒸汽機。這個說法有意思,大家都說蒸汽機是瓦特發明的,怎麼瓦特還被邀請去維修蒸汽機呢?如果他發明的真的是蒸汽機,那他現在維修的是什麼東西呢?要說清楚這事,還得從使用蒸汽這個事說起。早在古希臘的時候,就有一位科學家發明了一種玩具,這個玩具就是利用蒸汽推動一個球,不停地轉。
  • 你知道蒸汽機是誰發明的嗎
    但是礦井挖得越來越深,地下水出現的越來越多,在這種情況下單靠人力和普通的工具已很難將礦井深層的水排出。這時很多技術人員致力於研究如何將礦井深層的水能夠順利的排出井外,研究著各種各樣的工具。在當時人們已經知道用蒸汽作為動力來驅動一些工具。但是它僅是一些簡單的設備。或者說談不上是個機器。
  • 成功男人背後的男人:沒有他,蒸汽機之父瓦特會怎樣
    英鎊圖案中的歷史人物包括軍功顯赫的威靈頓公爵、現代護理事業的創始人南丁格爾、文學巨匠莎士比亞和狄更斯、科學家麥可·法拉第、慈善家伊莉莎白·弗雷、提出進化論的查爾斯·達爾文、音樂家愛德華·埃爾加、發明蒸汽機的詹姆斯•瓦特和馬修•博爾頓,等等。這些熠熠生輝的人物講述了英國這個蕞爾島國對世界歷史的巨大貢獻。
  • 蒸汽機真的是瓦特發明的嗎?
    上期我說了,瓦特被邀請去維修蒸汽機。這個說法有意思吧?大家不都說蒸汽機是瓦特發明的嗎?怎麼瓦特還被邀請去維修蒸汽機呢?如果他發明的真的是蒸汽機,那他現在維修的是什麼東西呢?            早期蒸汽的應用實例要說清楚這事,還得從使用蒸汽這個事說起。早在古希臘的時候,就有一位科學家發明了一種玩具,這個玩具就是利用蒸汽推動一個球,不停地轉。
  • 藝術家+偉大的科學家——達文西(4)
    ——發明齒輪、飛輪、平行連杆在蒸汽機被廣泛使用後,瓦特並沒有停下改進機械的腳步。蒸汽機在經過瓦特的改良以後,被廣泛用於工業生產,比如用在造紙廠、麵粉廠、紡織廠、鐵廠、酒廠以及運河和自來水廠等等。蒸汽機車操控室一般有兩個操作臺,一左一右為正副司機,中間是司爐的操作空間,也就是有人專門在這裡燒煤,正是因為有了蒸汽機火車,然後不斷地經過改良,才能有我們現在的火車、高鐵,才能有現代如此便利的交通條件。