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。