भाप इंजन के संचालन का सिद्धांत। भाप इंजन का आविष्कार

हमारे युग की शुरुआत में भाप ऊर्जा के उपयोग के अवसर ज्ञात थे। इसकी पुष्टि हेरॉन के ऐओलिपिल नामक उपकरण से होती है, जिसे अलेक्जेंड्रिया के प्राचीन यूनानी मैकेनिक हेरोन द्वारा बनाया गया था। एक प्राचीन आविष्कार को भाप टरबाइन के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, जिसकी गेंद जल वाष्प के जेट की शक्ति के कारण घूमती है।

17 वीं शताब्दी में इंजनों के संचालन के लिए भाप को अनुकूलित करना संभव हो गया। उन्होंने लंबे समय तक इस तरह के आविष्कार का उपयोग नहीं किया, लेकिन इसने मानव जाति के विकास में महत्वपूर्ण योगदान दिया। इसके अलावा, आविष्कार का इतिहास भाप इंजनबहुत ही रोमांचक।

संकल्पना

भाप का इंजन का बना होता है इंजन गर्म करेंबाहरी दहन, जो जल वाष्प की ऊर्जा से पिस्टन की एक यांत्रिक गति बनाता है, और जो बदले में शाफ्ट को घुमाता है। भाप इंजन की शक्ति को आमतौर पर वाट में मापा जाता है।

आविष्कार इतिहास

भाप के इंजन के आविष्कार का इतिहास प्राचीन यूनानी सभ्यता के ज्ञान से जुड़ा है। लंबे समय तक, किसी ने भी इस युग के कार्यों का उपयोग नहीं किया। 16वीं शताब्दी में स्टीम टर्बाइन बनाने का प्रयास किया गया था। तुर्की के भौतिक विज्ञानी और इंजीनियर तकीउद्दीन ऐश-शमी ने मिस्र में इस पर काम किया।

इस समस्या में रुचि 17 वीं शताब्दी में फिर से प्रकट हुई। 1629 में, जियोवानी ब्रांका ने भाप टरबाइन का अपना संस्करण प्रस्तावित किया। हालांकि, आविष्कार बहुत ऊर्जा खो रहे थे। आगे के विकास के लिए उपयुक्त आर्थिक परिस्थितियों की आवश्यकता थी, जो बाद में दिखाई देगी।

भाप इंजन का आविष्कार करने वाला पहला व्यक्ति डेनिस पापिन है। आविष्कार एक सिलेंडर था जिसमें एक पिस्टन भाप के कारण उठता था और इसके मोटा होने के परिणामस्वरूप गिरता था। सेवरी और न्यूकॉमन (1705) के उपकरणों में संचालन का एक ही सिद्धांत था। उपकरण का उपयोग खनिजों के निष्कर्षण में काम करने वाले पानी को पंप करने के लिए किया जाता था।

वाट अंततः 1769 में डिवाइस को बेहतर बनाने में कामयाब रहा।

डेनिस पापिन द्वारा आविष्कार

डेनिस पापिन ट्रेनिंग से मेडिकल डॉक्टर थे। फ्रांस में जन्मे, वह 1675 में इंग्लैंड चले गए। वह अपने कई आविष्कारों के लिए जाने जाते हैं। उनमें से एक प्रेशर कुकर है, जिसे "पापेनोव की कड़ाही" कहा जाता था।

वह दो घटनाओं के बीच संबंध को प्रकट करने में कामयाब रहे, अर्थात् एक तरल (पानी) का क्वथनांक और दिखाई देने वाला दबाव। इसके लिए धन्यवाद, उन्होंने एक सीलबंद बॉयलर बनाया, जिसके अंदर दबाव बढ़ गया, जिसके कारण पानी सामान्य से बाद में उबल गया और उसमें रखे उत्पादों के प्रसंस्करण का तापमान बढ़ गया। इस प्रकार, खाना पकाने की गति में वृद्धि हुई।

1674 में, एक चिकित्सा आविष्कारक ने एक पाउडर इंजन बनाया। उनके काम में यह तथ्य शामिल था कि जब बारूद प्रज्वलित होता था, तो एक पिस्टन सिलेंडर में चला जाता था। सिलेंडर में एक हल्का सा वैक्यूम बन गया, और वायुमंडलीय दबाव ने पिस्टन को उसके स्थान पर लौटा दिया। परिणामस्वरूप गैसीय तत्व वाल्व के माध्यम से बाहर निकल गए, और शेष को ठंडा कर दिया गया।

1698 तक, पापिन बारूद पर नहीं, बल्कि पानी पर काम करते हुए, उसी सिद्धांत पर आधारित एक इकाई बनाने में कामयाब रहे। इस प्रकार, पहला भाप इंजन बनाया गया था। इस विचार से महत्वपूर्ण प्रगति के बावजूद, यह अपने आविष्कारक को महत्वपूर्ण लाभ नहीं पहुंचा सका। यह इस तथ्य के कारण था कि पहले एक और मैकेनिक, सेवरी ने पहले ही एक स्टीम पंप का पेटेंट कराया था, और उस समय तक वे ऐसी इकाइयों के लिए एक और आवेदन के साथ नहीं आए थे।

1714 में लंदन में डेनिस पापिन की मृत्यु हो गई। इस तथ्य के बावजूद कि उनके द्वारा पहले भाप इंजन का आविष्कार किया गया था, उन्होंने इस दुनिया को ज़रूरत और अकेलेपन में छोड़ दिया।

थॉमस न्यूकॉमन के आविष्कार

लाभांश के मामले में अधिक सफल अंग्रेज न्यूकॉमन थे। जब पापिन ने अपनी मशीन बनाई तब थॉमस 35 साल के थे। उन्होंने सेवरी और पापिन के काम का ध्यानपूर्वक अध्ययन किया और दोनों डिजाइनों की कमियों को समझने में सक्षम थे। उनसे उन्होंने सभी बेहतरीन विचार लिए।

पहले से ही 1712 तक, ग्लास और प्लंबिंग मास्टर जॉन कैली के सहयोग से, उन्होंने अपना पहला मॉडल बनाया। इस प्रकार भाप इंजन के आविष्कार का इतिहास जारी रहा।

संक्षेप में, आप बनाए गए मॉडल को इस प्रकार समझा सकते हैं:

• डिज़ाइन ने एक लंबवत सिलेंडर और एक पिस्टन को जोड़ा, जैसे पापिन।
• भाप का निर्माण एक अलग बॉयलर में हुआ, जो सेवरी मशीन के सिद्धांत पर काम करता था।
• स्टीम सिलेंडर में जकड़न त्वचा के कारण प्राप्त हुई थी, जो एक पिस्टन से ढकी हुई थी।

न्यूकॉमन यूनिट ने वायुमंडलीय दबाव की मदद से खदानों से पानी उठाया। मशीन अपने ठोस आयामों से अलग थी और इसे संचालित करने के लिए बड़ी मात्रा में कोयले की आवश्यकता होती थी। इन कमियों के बावजूद, न्यूकॉमन के मॉडल का उपयोग खदानों में आधी सदी तक किया गया था। इसने उन खदानों को फिर से खोलने की अनुमति दी जो भूजल बाढ़ के कारण छोड़ी गई थीं।

1722 में, न्यूकॉमन के दिमाग की उपज ने क्रोनस्टेड में एक जहाज से केवल दो सप्ताह में पानी पंप करके अपनी प्रभावशीलता साबित की। पवनचक्की प्रणाली इसे एक वर्ष में कर सकती है।

इस तथ्य के कारण कि मशीन प्रारंभिक संस्करणों पर आधारित थी, अंग्रेजी मैकेनिक इसके लिए पेटेंट प्राप्त करने में असमर्थ था। डिजाइनरों ने आविष्कार को वाहन की गति पर लागू करने की कोशिश की, लेकिन असफल रहे। भाप इंजन के आविष्कार का इतिहास यहीं नहीं रुका।

वाट का आविष्कार

कॉम्पैक्ट आकार के उपकरण का आविष्कार करने वाले पहले, लेकिन काफी शक्तिशाली, जेम्स वाट। भाप इंजन अपनी तरह का पहला इंजन था। 1763 में ग्लासगो विश्वविद्यालय के एक मैकेनिक ने न्यूकॉमन स्टीम इंजन की मरम्मत शुरू की। मरम्मत के परिणामस्वरूप, वह समझ गया कि ईंधन की खपत को कैसे कम किया जाए। ऐसा करने के लिए, सिलेंडर को लगातार गर्म अवस्था में रखना आवश्यक था। हालांकि, जब तक भाप संघनन की समस्या का समाधान नहीं हो जाता, तब तक वाट का भाप इंजन तैयार नहीं हो सका।

समाधान तब आया जब एक मैकेनिक लॉन्ड्री से गुजर रहा था और उसने देखा कि बॉयलरों के ढक्कन के नीचे से भाप के झोंके निकल रहे हैं। उन्होंने महसूस किया कि भाप एक गैस है और इसे कम दबाव वाले सिलेंडर में यात्रा करने की जरूरत है।

भाप सिलेंडर के अंदर तेल से लथपथ भांग की रस्सी से सील करके, वाट वायुमंडलीय दबाव को कम करने में सक्षम था। यह एक बड़ा कदम आगे था।

1769 में, एक मैकेनिक को एक पेटेंट प्राप्त हुआ, जिसमें कहा गया था कि भाप इंजन में इंजन का तापमान हमेशा भाप के तापमान के बराबर होगा। हालाँकि, असहाय आविष्कारक के मामले अपेक्षा के अनुरूप नहीं रहे। उन्हें कर्ज के लिए पेटेंट को गिरवी रखने के लिए मजबूर किया गया था।

1772 में उनकी मुलाकात मैथ्यू बोल्टन से हुई, जो एक धनी उद्योगपति थे। उन्होंने वाट को अपने पेटेंट खरीदे और वापस कर दिए। आविष्कारक बोल्टन द्वारा समर्थित काम पर लौट आया। 1773 में, वाट के भाप इंजन का परीक्षण किया गया और दिखाया गया कि यह अपने समकक्षों की तुलना में बहुत कम कोयले की खपत करता है। एक साल बाद, इंग्लैंड में उनकी कारों का उत्पादन शुरू हुआ।

1781 में, आविष्कारक ने अपनी अगली रचना - औद्योगिक मशीनों को चलाने के लिए एक भाप इंजन का पेटेंट कराने में कामयाबी हासिल की। समय के साथ, ये सभी प्रौद्योगिकियां भाप की मदद से ट्रेनों और स्टीमबोटों को स्थानांतरित करना संभव बना देंगी। यह व्यक्ति के जीवन को पूरी तरह से बदल देगा।

कई लोगों के जीवन को बदलने वाले लोगों में से एक जेम्स वाट थे, जिनके भाप इंजन ने तकनीकी प्रगति को गति दी।

पोलज़ुनोव का आविष्कार

पहले स्टीम इंजन का डिज़ाइन, जो विभिन्न प्रकार के कार्य तंत्रों को शक्ति प्रदान कर सकता था, 1763 में बनाया गया था। यह रूसी मैकेनिक आई। पोलज़ुनोव द्वारा विकसित किया गया था, जो अल्ताई के खनन संयंत्रों में काम करता था।

कारखानों के प्रमुख परियोजना से परिचित थे और सेंट पीटर्सबर्ग से डिवाइस के निर्माण के लिए आगे बढ़े। पोलज़ुनोव स्टीम इंजन को मान्यता दी गई थी, और इसके निर्माण का काम परियोजना के लेखक को सौंपा गया था। उत्तरार्द्ध पहले एक लघु मॉडल को इकट्ठा करना चाहता था ताकि कागज पर दिखाई न देने वाली संभावित खामियों की पहचान की जा सके और उन्हें खत्म किया जा सके। हालांकि, उन्हें एक बड़ी, शक्तिशाली मशीन का निर्माण शुरू करने का आदेश दिया गया था।

पोलज़ुनोव को सहायक प्रदान किए गए थे, जिनमें से दो का झुकाव यांत्रिकी की ओर था, और दो को सहायक कार्य करना था। भाप के इंजन को बनाने में एक साल नौ महीने का समय लगा। जब पोलज़ुनोव का भाप इंजन लगभग तैयार हो गया, तो वह खपत से बीमार पड़ गया। पहले परीक्षणों से कुछ दिन पहले निर्माता की मृत्यु हो गई।

मशीन में सभी क्रियाएं स्वचालित रूप से हुईं, यह लगातार काम कर सकती थी। यह 1766 में साबित हुआ, जब पोलज़ुनोव के छात्रों ने अंतिम परीक्षण किया। एक महीने बाद, उपकरण को चालू कर दिया गया।

कार ने न केवल खर्च किए गए धन का भुगतान किया, बल्कि अपने मालिकों को लाभ भी दिया। शरद ऋतु तक, बॉयलर लीक होने लगा और काम बंद हो गया। इकाई की मरम्मत की जा सकती थी, लेकिन इससे कारखाने के अधिकारियों को कोई दिलचस्पी नहीं थी। कार को छोड़ दिया गया था, और एक दशक बाद इसे अनावश्यक रूप से नष्ट कर दिया गया था।

परिचालन सिद्धांत

पूरे सिस्टम के संचालन के लिए स्टीम बॉयलर की आवश्यकता होती है। परिणामस्वरूप भाप फैलती है और पिस्टन पर दबाती है, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक भागों की गति होती है।

नीचे दिए गए चित्रण का उपयोग करके संचालन के सिद्धांत का सबसे अच्छा अध्ययन किया गया है।

यदि आप विवरण पेंट नहीं करते हैं, तो भाप इंजन का काम भाप की ऊर्जा को पिस्टन के यांत्रिक आंदोलन में परिवर्तित करना है।

क्षमता

भाप इंजन की दक्षता ईंधन में निहित गर्मी की मात्रा के संबंध में उपयोगी यांत्रिक कार्य के अनुपात से निर्धारित होती है। पर्यावरण में गर्मी के रूप में जो ऊर्जा निकलती है, उस पर ध्यान नहीं दिया जाता है।

भाप इंजन की दक्षता को प्रतिशत के रूप में मापा जाता है। व्यावहारिक दक्षता 1-8% होगी। कंडेनसर और प्रवाह पथ के विस्तार की उपस्थिति में, संकेतक 25% तक बढ़ सकता है।

लाभ

भाप उपकरण का मुख्य लाभ यह है कि बॉयलर ईंधन के रूप में कोयले और यूरेनियम दोनों के किसी भी ताप स्रोत का उपयोग कर सकता है। यह इसे इंजन से महत्वपूर्ण रूप से अलग करता है अन्तः ज्वलन. उत्तरार्द्ध के प्रकार के आधार पर, एक निश्चित प्रकार के ईंधन की आवश्यकता होती है।

भाप इंजन के आविष्कार के इतिहास ने ऐसे फायदे दिखाए जो आज भी ध्यान देने योग्य हैं, क्योंकि परमाणु ऊर्जा का उपयोग भाप समकक्ष के लिए किया जा सकता है। अपने आप में, एक परमाणु रिएक्टर अपनी ऊर्जा को यांत्रिक कार्य में परिवर्तित नहीं कर सकता है, लेकिन यह बड़ी मात्रा में गर्मी पैदा करने में सक्षम है। फिर इसका उपयोग भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, जो कार को गति में स्थापित करेगा। इसी तरह सौर ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है।

भाप से चलने वाले इंजन ऊंचाई पर अच्छा प्रदर्शन करते हैं। पहाड़ों में कम वायुमंडलीय दबाव से उनके काम की दक्षता प्रभावित नहीं होती है। लैटिन अमेरिका के पहाड़ों में अभी भी भाप इंजनों का उपयोग किया जाता है।

ऑस्ट्रिया और स्विट्ज़रलैंड में, सूखी भाप पर चलने वाले भाप इंजनों के नए संस्करणों का उपयोग किया जाता है। वे कई सुधारों के लिए उच्च दक्षता दिखाते हैं। वे रखरखाव में मांग नहीं कर रहे हैं और ईंधन के रूप में हल्के तेल अंशों का उपभोग करते हैं। आर्थिक संकेतकों के संदर्भ में, वे आधुनिक विद्युत इंजनों से तुलनीय हैं। इसी समय, भाप इंजन अपने डीजल और इलेक्ट्रिक समकक्षों की तुलना में बहुत हल्के होते हैं। ये है बड़ा फायदापहाड़ी परिस्थितियों में।

नुकसान

नुकसान में शामिल हैं, सबसे पहले, कम दक्षता। इसमें डिजाइन की भारीपन और कम गति को जोड़ा जाना चाहिए। आंतरिक दहन इंजन के आगमन के बाद यह विशेष रूप से ध्यान देने योग्य हो गया।

आवेदन पत्र

भाप इंजन का आविष्कार किसने किया यह पहले से ही ज्ञात है। यह देखा जाना बाकी है कि उनका उपयोग कहां किया गया था। बीसवीं शताब्दी के मध्य तक उद्योग में भाप के इंजनों का उपयोग किया जाता था। उनका उपयोग रेलवे और भाप परिवहन के लिए भी किया जाता था।

भाप इंजन संचालित करने वाले कारखाने:

• चीनी;
• मिलान;
• कागज कारखाना;
• कपड़ा;
• खाद्य उद्यम (कुछ मामलों में)।

इस उपकरण में स्टीम टर्बाइन भी शामिल हैं। बिजली जनरेटर आज भी उन्हीं की मदद से काम करते हैं। दुनिया की लगभग 80% बिजली स्टीम टर्बाइन का उपयोग करके उत्पन्न होती है।

जिस समय वे बनाए गए थे विभिन्न प्रकारभाप से चलने वाले वाहन। कुछ ने अनसुलझी समस्याओं के कारण जड़ नहीं पकड़ी, जबकि अन्य आज भी काम कर रहे हैं।

भाप संचालित परिवहन:

• ऑटोमोबाइल;
• ट्रैक्टर;
• खुदाई करने वाला;
• विमान;
• लोकोमोटिव;
• पतीला;
• ट्रैक्टर।

ऐसा है भाप इंजन के आविष्कार का इतिहास। संक्षेप में 1902 में बनाई गई सर्पोल रेसिंग कार के सफल उदाहरण पर विचार करें। इसने एक विश्व गति रिकॉर्ड बनाया, जो जमीन पर 120 किमी प्रति घंटे की रफ्तार से चलती थी। यही कारण है कि भाप कारें इलेक्ट्रिक और गैसोलीन समकक्षों के संबंध में प्रतिस्पर्धी थीं।

इसलिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में 1900 में, सभी भाप इंजनों में से अधिकांश का उत्पादन किया गया था। वे बीसवीं सदी के तीसवें दशक तक सड़कों पर मिले।

इनमें से अधिकांश वाहन आंतरिक दहन इंजन के आगमन के बाद अलोकप्रिय हो गए, जिनकी दक्षता बहुत अधिक है। ऐसी मशीनें अधिक किफायती थीं, जबकि हल्की और तेज थीं।

स्टीमपंक स्टीम इंजन के युग की प्रवृत्ति के रूप में

स्टीम इंजन की बात करें तो, मैं लोकप्रिय दिशा - स्टीमपंक का उल्लेख करना चाहूंगा। इस शब्द में दो अंग्रेजी शब्द हैं - "बराबर" और "विरोध"। स्टीमपंक एक प्रकार की विज्ञान कथा है जो 19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में विक्टोरियन इंग्लैंड में होती है। इतिहास में इस अवधि को अक्सर भाप के युग के रूप में जाना जाता है।

सभी कार्यों में एक विशिष्ट विशेषता है - वे 19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध के जीवन के बारे में बताते हैं, जबकि वर्णन की शैली एचजी वेल्स के उपन्यास "द टाइम मशीन" की याद दिलाती है। भूखंड शहरी परिदृश्य, सार्वजनिक भवनों, प्रौद्योगिकी का वर्णन करते हैं। हवाई जहाजों, पुरानी कारों, विचित्र आविष्कारों को एक विशेष स्थान दिया जाता है। सभी धातु भागों को रिवेट्स के साथ बांधा गया था, क्योंकि अभी तक वेल्डिंग का उपयोग नहीं किया गया था।

"स्टीमपंक" शब्द की उत्पत्ति 1987 में हुई थी। इसकी लोकप्रियता उपन्यास "द डिफरेंस इंजन" की उपस्थिति से जुड़ी है। इसे 1990 में विलियम गिब्सन और ब्रूस स्टर्लिंग ने लिखा था।

21वीं सदी की शुरुआत में, इस दिशा में कई प्रसिद्ध फिल्में रिलीज़ हुईं:

• "टाइम मशीन";
• "असाधारण सज्जनों का संघटन";
• "वैन हेल्सिंग"।

स्टीमपंक के अग्रदूतों में जूल्स वर्ने और ग्रिगोरी एडमोव के काम शामिल हैं। इस दिशा में रुचि समय-समय पर जीवन के सभी क्षेत्रों में प्रकट होती है - सिनेमा से लेकर रोजमर्रा के कपड़ों तक।

जब आप "स्टीम इंजन" के बारे में सोचते हैं, तो अक्सर स्टीम इंजन या स्टेनली स्टीमर कारों का ख्याल आता है, लेकिन इन तंत्रों का उपयोग परिवहन तक ही सीमित नहीं है। स्टीम इंजन, जो पहली बार लगभग दो हजार साल पहले एक आदिम रूप में बनाए गए थे, पिछली तीन शताब्दियों में बिजली के सबसे बड़े स्रोत बन गए हैं, और आज भाप टर्बाइन दुनिया की लगभग 80 प्रतिशत बिजली का उत्पादन करते हैं। इस तरह के तंत्र के पीछे की भौतिक शक्तियों की प्रकृति को बेहतर ढंग से समझने के लिए, हम अनुशंसा करते हैं कि आप यहां सुझाए गए तरीकों में से किसी एक का उपयोग करके सामान्य सामग्री से अपना स्वयं का भाप इंजन बनाएं! आरंभ करने के लिए, चरण 1 पर जाएँ।

कदम

टिन के डिब्बे से भाप का इंजन (बच्चों के लिए)

एल्युमिनियम कैन के निचले हिस्से को 6.35 सेमी की दूरी पर काटें। धातु की कैंची का उपयोग करके, एल्यूमीनियम के निचले हिस्से को उसकी ऊंचाई के लगभग एक तिहाई तक समान रूप से काट सकते हैं।

बेज़ल को सरौता से मोड़ें और दबाएं।तेज किनारों से बचने के लिए कैन के रिम को अंदर की ओर मोड़ें। इस क्रिया को करते समय सावधान रहें कि स्वयं को चोट न पहुंचे।

जार को अंदर से नीचे की तरफ दबाकर फ्लैट कर लें।अधिकांश एल्यूमीनियम पेय के डिब्बे में एक गोल आधार होगा जो अंदर की ओर झुकता है। अपनी उंगली से या एक छोटे, सपाट तले वाले गिलास का उपयोग करके इसे नीचे दबाकर समतल करें।

जार के विपरीत पक्षों में दो छेद करें, ऊपर से 1.3 सेमी पीछे हटें। छेद बनाने के लिए, पेपर होल पंच और हथौड़े से कील दोनों उपयुक्त हैं। आपको केवल तीन मिलीमीटर से अधिक के व्यास वाले छेद की आवश्यकता होगी।

जार के केंद्र में एक छोटी हीटिंग मोमबत्ती रखें।पन्नी को ऊपर उठाएं और इसे मोमबत्ती के नीचे और चारों ओर रखें ताकि यह हिल न जाए। ऐसी मोमबत्तियां आमतौर पर विशेष स्टैंड में आती हैं, इसलिए मोम पिघलकर एल्युमिनियम कैन में प्रवाहित नहीं होना चाहिए।

तांबे की नली के मध्य भाग को पेंसिल के चारों ओर 15-20 सेमी लंबा घुमाकर कुंडल बनाने के लिए 2 या 3 मोड़ दें। 3 मिमी ट्यूब को पेंसिल के चारों ओर आसानी से झुकना चाहिए। जार के शीर्ष पर चलने के लिए आपको पर्याप्त घुमावदार टयूबिंग की आवश्यकता होगी, साथ ही प्रत्येक तरफ अतिरिक्त 5 सेमी सीधे।

ट्यूबों के सिरों को जार के छेदों में डालें।सर्पीन का केंद्र मोमबत्ती की बाती के ऊपर होना चाहिए। यह वांछनीय है कि ट्यूब के दोनों किनारों पर सीधे वर्गों की लंबाई समान हो सकती है।

एक समकोण बनाने के लिए पाइपों के सिरों को सरौता से मोड़ें।ट्यूब के सीधे वर्गों को मोड़ें ताकि वे कैन के विभिन्न पक्षों से विपरीत दिशाओं में देखें। फिर दोबाराउन्हें मोड़ें ताकि वे जार के आधार से नीचे गिरें। जब सब कुछ तैयार हो जाता है, तो निम्नलिखित होना चाहिए: ट्यूब का सर्पीन भाग मोमबत्ती के ऊपर जार के केंद्र में स्थित होता है और जार के दोनों किनारों पर विपरीत दिशाओं में देखते हुए दो झुके हुए "नोजल" ​​में गुजरता है।

जार को पानी की कटोरी में डुबोएं, जबकि ट्यूब के सिरे डूबे रहने चाहिए।आपकी "नाव" को सतह पर सुरक्षित रूप से पकड़ना चाहिए। यदि ट्यूब के सिरे पानी में पर्याप्त रूप से नहीं डूबे हैं, तो जार को थोड़ा भारी बनाने की कोशिश करें, लेकिन किसी भी स्थिति में इसे डूबने न दें।

ट्यूब को पानी से भरें।सबसे द्वारा सरल तरीके सेएक छोर को पानी में गिराएगा और दूसरे छोर से एक तिनके की तरह खींचेगा। आप अपनी उंगली से ट्यूब से एक आउटलेट को भी ब्लॉक कर सकते हैं, और दूसरे को नल से पानी की एक धारा के तहत प्रतिस्थापित कर सकते हैं।

मोमबत्ती जलाओ।कुछ देर बाद ट्यूब में पानी गर्म होकर उबलने लगेगा। जैसे ही यह भाप में बदल जाता है, यह "नाक" के माध्यम से बाहर निकल जाएगा, जिससे पूरा जार कटोरे में घूमना शुरू कर देगा।

पेंट स्टीम इंजन (वयस्कों के लिए)

1. 4 लीटर पेंट कैन के आधार के पास एक आयताकार छेद काटें।आधार के पास जार के किनारे में एक 15 x 5 सेमी क्षैतिज आयताकार छेद बनाएं।

   • आपको यह सुनिश्चित करने की ज़रूरत है कि यह (और दूसरे इस्तेमाल किए गए) में केवल लेटेक्स पेंट है, और उपयोग करने से पहले इसे साबुन के पानी से अच्छी तरह धो लें।

2. धातु की जाली की 12 x 24 सेमी की पट्टी काटें। 90 o के कोण पर प्रत्येक किनारे से लंबाई के साथ 6 सेमी झुकें। आप दो 6 सेमी "पैरों" के साथ 12 x 12 सेमी वर्ग "प्लेटफ़ॉर्म" के साथ समाप्त होंगे। इसे "पैर" के साथ जार में रखें, इसे कटे हुए छेद के किनारों के साथ संरेखित करें।

   ढक्कन की परिधि के चारों ओर छिद्रों का अर्धवृत्त बनाएं।इसके बाद, आप भाप इंजन को गर्मी प्रदान करने के लिए एक कैन में कोयले को जलाएंगे। ऑक्सीजन की कमी से कोयला खराब तरीके से जलेगा। जार के लिए आवश्यक वेंटिलेशन होने के लिए, ढक्कन में कई छेद ड्रिल या पंच करें जो किनारों के साथ अर्धवृत्त बनाते हैं।

   • आदर्श रूप से, वेंटिलेशन छेद का व्यास लगभग 1 सेमी होना चाहिए।

3. तांबे की ट्यूब से एक कुंडल बनाएं। 6 मिमी के व्यास के साथ लगभग 6 मीटर नरम तांबे की ट्यूब लें और एक छोर से 30 सेमी मापें। इस बिंदु से शुरू होकर, 12 सेमी के व्यास के साथ पांच मोड़ बनाएं। पाइप की शेष लंबाई को 8 सेमी के 15 मोड़ में मोड़ें व्यास में। आपके पास लगभग 20 सेमी शेष होना चाहिए।

   कॉइल के दोनों सिरों को कवर में वेंट होल से गुजारें।कॉइल के दोनों सिरों को मोड़ें ताकि वे ऊपर की ओर इशारा कर रहे हों और दोनों को कवर के किसी एक छेद से गुजारें। यदि पाइप की लंबाई पर्याप्त नहीं है, तो आपको एक मोड़ को थोड़ा मोड़ना होगा।

   सर्पेन्टाइन और चारकोल को जार में रखें।सर्पेन्टाइन को जालीदार प्लेटफॉर्म पर रखें। कॉइल के चारों ओर और अंदर की जगह को चारकोल से भरें। ढक्कन को कसकर बंद कर दें।

   छोटे जार में ट्यूब के लिए छेद ड्रिल करें।एक लीटर जार के ढक्कन के केंद्र में 1 सेमी के व्यास के साथ एक छेद ड्रिल करें। जार के किनारे पर 1 सेमी के व्यास के साथ दो छेद ड्रिल करें - एक जार के आधार के पास, और दूसरा इसके ऊपर ढक्कन।

   सीलबंद प्लास्टिक ट्यूब को छोटे जार के साइड होल में डालें।तांबे की नली के सिरों का उपयोग करते हुए, दो प्लग के बीच में छेद करें। एक प्लग में 25 सेमी लंबी एक कठोर प्लास्टिक ट्यूब डालें, और वही ट्यूब 10 सेमी लंबी दूसरे प्लग में डालें। उन्हें प्लग में कसकर बैठना चाहिए और थोड़ा बाहर देखना चाहिए। कॉर्क को लंबी ट्यूब के साथ छोटे जार के निचले छेद में और छोटी ट्यूब वाले कॉर्क को ऊपर के छेद में डालें। प्रत्येक प्लग में टयूबिंग को क्लैंप के साथ सुरक्षित करें।

   बड़े जार की ट्यूब को छोटे जार की ट्यूब से कनेक्ट करें।छोटे जार को बड़े जार के ऊपर रखें, जिसमें स्टॉपर ट्यूब बड़े जार के वेंट से दूर हो। धातु के टेप का उपयोग करके, ट्यूब को नीचे के प्लग से कॉपर कॉइल के नीचे से निकलने वाली ट्यूब तक सुरक्षित करें। फिर, इसी तरह ट्यूब को टॉप प्लग से कॉइल के ऊपर से निकलने वाली ट्यूब तक फास्ट करें।

   कॉपर ट्यूब को जंक्शन बॉक्स में डालें।गोल धातु विद्युत बॉक्स के केंद्र को हटाने के लिए एक हथौड़ा और पेचकश का प्रयोग करें। विद्युत केबल के नीचे एक रिटेनिंग रिंग के साथ क्लैंप को ठीक करें। केबल टाई में 1.3 सेमी तांबे की टयूबिंग का 15 सेमी डालें ताकि ट्यूबिंग बॉक्स में छेद के नीचे कुछ सेंटीमीटर फैल जाए। इस सिरे के किनारों को हथौड़े से अंदर की ओर कुंद करें। ट्यूब के इस सिरे को छोटे जार के ढक्कन के छेद में डालें।

   डॉवेल में कटार डालें।एक साधारण लकड़ी का BBQ कटार लें और इसे 1.5 सेमी लंबे, 0.95 सेमी व्यास के खोखले लकड़ी के डॉवेल के एक छोर में डालें।

   • हमारे इंजन के संचालन के दौरान, कटार और डॉवेल "पिस्टन" के रूप में कार्य करेंगे। पिस्टन की गति को बेहतर ढंग से देखने के लिए, आप इसमें एक छोटा कागज "ध्वज" लगा सकते हैं।

4. काम के लिए इंजन तैयार करें।जंक्शन बॉक्स को छोटे शीर्ष कैन से निकालें और शीर्ष कैन को पानी से भरें, जिससे यह तांबे के तार में तब तक बह जाए जब तक कि कैन 2/3 पानी से भरा न हो जाए। सभी कनेक्शनों में लीक की जाँच करें। जार के ढक्कनों को हथौड़े से थपथपाकर कसकर जकड़ें। जंक्शन बॉक्स को छोटे शीर्ष जार के ऊपर वापस रख दें।

5. इंजन शुरु करें!अखबार के टुकड़ों को तोड़कर इंजन के निचले हिस्से में जाल के नीचे की जगह पर रख दें। एक बार चारकोल के प्रज्वलित होने के बाद, इसे लगभग 20-30 मिनट तक जलने दें। जैसे ही कॉइल में पानी गर्म होगा, ऊपरी किनारे में भाप जमा होने लगेगी। जब भाप पर्याप्त दबाव तक पहुँच जाती है, तो यह डॉवेल को धक्का देगी और ऊपर की ओर झुक जाएगी। दबाव मुक्त होने के बाद, पिस्टन गुरुत्वाकर्षण बल के तहत नीचे चला जाएगा। यदि आवश्यक हो, तो पिस्टन के वजन को कम करने के लिए कटार के हिस्से को काट लें - यह जितना हल्का होगा, उतनी ही बार यह "फ्लोट" करेगा। इस तरह के वजन का एक कटार बनाने की कोशिश करें कि पिस्टन निरंतर गति से "चलता" है।

   • आप हेयर ड्रायर के साथ हवा के प्रवाह को वेंट में बढ़ाकर जलने की प्रक्रिया को तेज कर सकते हैं।

6. सुरक्षित रहें।हमारा मानना ​​​​है कि यह बिना कहे चला जाता है कि घर के बने स्टीम इंजन को काम करते और संभालते समय सावधानी बरतनी चाहिए। इसे कभी भी घर के अंदर न चलाएं। इसे कभी भी ज्वलनशील पदार्थों जैसे सूखी पत्तियों या पेड़ की शाखाओं पर लटकने के पास न चलाएं। इंजन को केवल ठोस, गैर-दहनशील सतह जैसे कंक्रीट पर ही संचालित करें। यदि आप बच्चों या किशोरों के साथ काम कर रहे हैं, तो उन्हें लावारिस नहीं छोड़ा जाना चाहिए। जब लकड़ी का कोयला जल रहा हो तो बच्चों और किशोरों को इंजन के पास नहीं जाना चाहिए। यदि आप इंजन का तापमान नहीं जानते हैं, तो मान लें कि यह इतना गर्म है कि इसे छुआ नहीं जाना चाहिए।

   • सुनिश्चित करें कि भाप ऊपर के "बॉयलर" से निकल सकती है। यदि किसी कारण से पिस्टन फंस जाता है, तो छोटी कैन के अंदर दबाव बन सकता है। सबसे खराब स्थिति में, बैंक में विस्फोट हो सकता है, जो बहुतखतरनाक ढंग से।
• भाप के इंजन को प्लास्टिक की नाव पर रखें, भाप का खिलौना बनाने के लिए दोनों सिरों को पानी में डुबोएं। आप अपने खिलौने को अधिक "हरा" बनाने के लिए प्लास्टिक सोडा या ब्लीच की बोतल से एक साधारण नाव के आकार को काट सकते हैं।

उद्योगइंग्लैंड को बहुत अधिक ईंधन की आवश्यकता थी, और जंगल छोटा होता जा रहा था। इस संबंध में, कोयले का निष्कर्षण अत्यंत प्रासंगिक हो गया है।
खनन की मुख्य समस्या पानी थी, इससे खदानों में पानी भरने की तुलना में तेजी से बाढ़ आई, उन्हें विकसित खानों को छोड़ना पड़ा और नई खानों की तलाश करनी पड़ी।
इन कारणों से, पानी पंप करने के लिए तंत्र की तत्काल आवश्यकता थी, इसलिए पहले भाप इंजन बन गए।

भाप इंजन के विकास में अगला चरण निर्माण था (में .) 1690) एक पारस्परिक भाप इंजन जिसने भाप को गर्म और संघनित करके उपयोगी काम किया।

1647 में फ्रांसीसी शहर ब्लोइस में पैदा हुए। एंगर्स विश्वविद्यालय में, उन्होंने चिकित्सा का अध्ययन किया और डॉक्टरेट की उपाधि प्राप्त की, लेकिन डॉक्टर नहीं बने। कई मायनों में, उनका भाग्य डच भौतिक विज्ञानी एच। ह्यूजेंस के साथ एक बैठक से पूर्व निर्धारित था, जिनके प्रभाव में पापेन ने भौतिकी और यांत्रिकी का अध्ययन करना शुरू किया। 1688 में, उन्होंने एक पिस्टन के साथ एक सिलेंडर के रूप में एक पाउडर इंजन की एक परियोजना का एक विवरण (अपने रचनात्मक परिवर्धन के साथ) प्रकाशित किया, जिसे ह्यूजेंस द्वारा पेरिस एकेडमी ऑफ साइंसेज को प्रस्तुत किया गया था।
पापिन ने एक सेंट्रीफ्यूगल पंप के डिजाइन का भी प्रस्ताव रखा, एक ग्लास पिघलने वाली भट्टी, एक स्टीम वैगन और एक पनडुब्बी को डिजाइन किया, एक प्रेशर कुकर और पानी उठाने के लिए कई मशीनों का आविष्कार किया।

दुनिया का पहला प्रेशर कुकर:

1685 में, पापिन को फ्रांस (हुगुएनोट्स के उत्पीड़न के कारण) से जर्मनी भागने के लिए मजबूर होना पड़ा और वहां अपनी मशीन पर काम करना जारी रखा।
1704 में, वेकरहेगन कारखाने में, उन्होंने भाप इंजन के लिए दुनिया का पहला सिलेंडर डाला और उसी वर्ष भाप से चलने वाली नाव का निर्माण किया।

डेनिस पापिन की पहली "मशीन" (1690)

सिलेंडर में पानी गर्म होने पर भाप में बदल जाता है और पिस्टन को ऊपर ले जाता है, और ठंडा होने पर (भाप संघनित), एक वैक्यूम बनाया जाता है और वायुमंडलीयदबाव पिस्टन को नीचे धकेलता है।

मशीन को काम करने के लिए, वाल्व स्टेम और स्टॉपर में हेरफेर करना, लौ स्रोत को स्थानांतरित करना और सिलेंडर को पानी से ठंडा करना आवश्यक था।

1705 में, पापिन ने दूसरा भाप इंजन विकसित किया।

जब नल (डी) खोला गया, बॉयलर (दाईं ओर) से भाप मध्य टैंक में चली गई और पिस्टन के माध्यम से बाईं ओर टैंक में पानी को मजबूर कर दिया। उसके बाद, वाल्व (डी) को बंद कर दिया गया, वाल्व (जी) और (एल) को खोल दिया गया, कीप में पानी डाला गया और बीच के कंटेनर को एक नए हिस्से से भर दिया गया, वाल्व (जी) और (एल) को बंद कर दिया गया। बंद कर दिया और चक्र दोहराया गया था। इस प्रकार, पानी को ऊंचाई तक उठाना संभव था।

1707 में, पापिन अपने 1690 के काम के लिए पेटेंट के लिए आवेदन करने के लिए लंदन आए। कार्यों को मान्यता नहीं दी गई थी, क्योंकि उस समय तक थॉमस सेवेरी और थॉमस न्यूकोमेन की मशीनें पहले ही दिखाई दे चुकी थीं (नीचे देखें)।

1712 में, डेनिस पापिन बेसहारा मर गया और उसे एक अचिह्नित कब्र में दफनाया गया।

पहले भाप इंजन पानी पंप करने के लिए भारी स्थिर पंप थे। यह इस तथ्य के कारण था कि खदानों और कोयला खदानों से पानी निकालना आवश्यक था। खदानें जितनी गहरी थीं, उनमें से बचा हुआ पानी निकालना उतना ही मुश्किल था, परिणामस्वरूप, जिन खदानों पर काम नहीं किया गया था, उन्हें छोड़ कर एक नई जगह पर ले जाना पड़ा।

1699 में, एक अंग्रेजी इंजीनियर, को खदानों से पानी पंप करने के लिए डिज़ाइन किए गए "फायर इंजन" के आविष्कार के लिए एक पेटेंट प्राप्त हुआ।
सेवेरी की मशीन स्टीम पंप है, इंजन नहीं, इसमें पिस्टन वाला सिलेंडर नहीं था।

सेवेरी की मशीन की मुख्य विशेषता यह थी कि भाप उत्पन्न होती थी अलग बॉयलर.

संदर्भ

थॉमस सेवरी कार

जब नल 5 खोला गया, तो बॉयलर 2 से भाप की आपूर्ति पोत 1 में की गई, जिससे पाइप 6 के माध्यम से वहां से पानी निकाला गया। उसी समय, वाल्व 10 खुला था, और वाल्व 11 बंद था। इंजेक्शन के अंत में, वाल्व 5 को बंद कर दिया गया था, और वाल्व 9 के माध्यम से पोत 1 को ठंडे पानी की आपूर्ति की गई थी। बर्तन 1 में वाष्प ठंडा, संघनित, और दबाव कम हो गया, ट्यूब 12 के माध्यम से उसमें पानी चूसने लगा। वाल्व 11 खुला और वाल्व 10 बंद हो गया।

सेवेरी का पंप कमज़ोर था, बहुत अधिक ईंधन की खपत करता था और रुक-रुक कर काम करता था। इन कारणों से, सेवेरी की मशीन का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया था और इसे "पारस्परिक भाप इंजन" द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

1705 मेंसेवेरी (एक फ्री-स्टैंडिंग बॉयलर) और पापिन (एक पिस्टन के साथ सिलेंडर) के विचारों को मिलाकर बनाया गया पिस्टन भाप पंपखानों में काम करने के लिए।
मशीन को बेहतर बनाने के लिए प्रयोग लगभग दस साल तक चले, जब तक कि यह ठीक से काम नहीं करना शुरू कर दिया।

थॉमस न्यूकॉमन के बारे में

28 फरवरी, 1663 को डार्टमाउथ में जन्म। पेशे से लोहार। 1705 में उन्होंने टिंकर जे. काउली के साथ मिलकर एक स्टीम पंप बनाया। यह भाप-वायुमंडलीय मशीन, अपने समय के लिए काफी प्रभावी, खानों में पानी पंप करने के लिए इस्तेमाल की गई थी और 18 वीं शताब्दी में व्यापक हो गई थी। इस तकनीक का उपयोग वर्तमान में निर्माण स्थलों पर कंक्रीट पंपों द्वारा किया जाता है।
न्यूकॉमन पेटेंट प्राप्त करने में असमर्थ था, क्योंकि 1699 में टी. सेवेरी द्वारा स्टीम वॉटर लिफ्ट का पेटेंट कराया गया था। न्यूकॉमन स्टीम इंजन एक सार्वभौमिक इंजन नहीं था और केवल एक पंप के रूप में काम कर सकता था। जहाजों पर पैडल व्हील को चालू करने के लिए पिस्टन की पारस्परिक गति का उपयोग करने के न्यूकॉमन के प्रयास असफल रहे।

7 अगस्त, 1729 को लंदन में उनका निधन हो गया। न्यूकॉमन का नाम "सोसाइटी ऑफ ब्रिटिश हिस्टोरियंस ऑफ टेक्नोलॉजी" है।

थॉमस न्यूकॉमन की कार

सबसे पहले, भाप ने पिस्टन को ऊपर उठाया, फिर सिलेंडर में थोड़ा ठंडा पानी डाला गया, भाप संघनित हुई (इस प्रकार सिलेंडर में एक वैक्यूम बन गया) और पिस्टन वायुमंडलीय दबाव के प्रभाव में गिर गया।

न्यूकॉमन की मशीन में "पैपिन सिलेंडर" (जिसमें सिलेंडर बॉयलर के रूप में काम करता था) के विपरीत, सिलेंडर को बॉयलर से अलग किया गया था। इस प्रकार कमोबेश एक समान कार्य प्राप्त करना संभव था।
मशीन के पहले संस्करणों में, वाल्वों को मैन्युअल रूप से नियंत्रित किया जाता था, लेकिन बाद में न्यूकॉमन एक तंत्र के साथ आया जो स्वचालित रूप से सही समय पर संबंधित नल को खोलता और बंद करता है।

एक तस्वीर

सिलेंडर के बारे में

न्यूकॉमन मशीन के पहले सिलेंडर तांबे के बने होते थे, पाइप सीसे से बने होते थे, और घुमाव लकड़ी से बना होता था। छोटे हिस्से निंदनीय लोहे के बने होते थे। न्यूकॉमन की बाद की मशीनों में, लगभग 1718 के बाद, एक कच्चा लोहा सिलेंडर था।
कोलब्रुकडेल में अब्राहम डर्बी की फाउंड्री में सिलेंडर बनाए गए थे। डार्बी ने कास्टिंग तकनीक में सुधार किया और इससे पर्याप्त सिलेंडर प्राप्त करना संभव हो गया अच्छी गुणवत्ता. कम या ज्यादा सही होने के लिए और चिकनी सतहसिलेंडर की दीवारों पर तोपों के थूथन को ड्रिल करने के लिए एक मशीन का इस्तेमाल किया गया था।

कुछ इस तरह:

कुछ संशोधनों के साथ, न्यूकॉमन की मशीनें 50 वर्षों तक औद्योगिक उपयोग के लिए उपयुक्त एकमात्र मशीन बनी रहीं।

1720 . मेंदो सिलेंडर वाले भाप इंजन का वर्णन किया। आविष्कार उनके मुख्य कार्य "थियेट्री मैकिनारम हाइड्रॉलिकरम" में प्रकाशित हुआ था। यह पांडुलिपि मैकेनिकल इंजीनियरिंग का पहला व्यवस्थित विश्लेषण था।

जैकब लियोपोल्ड द्वारा प्रस्तावित मशीन

यह मान लिया गया था कि सीसे से बने पिस्टन भाप के दबाव से ऊपर उठेंगे, और अपने स्वयं के वजन से कम होंगे। एक क्रेन (सिलेंडरों के बीच) का विचार उत्सुक है, इसकी मदद से भाप को एक सिलेंडर में भर्ती कराया गया और साथ ही दूसरे से छोड़ा गया।
जैकब ने इस कार को नहीं बनाया, उसने इसे सिर्फ डिजाइन किया था।

1766 मेंअल्ताई खनन और धातुकर्म संयंत्रों में एक मैकेनिक के रूप में काम करने वाले रूसी आविष्कारक ने रूस में पहला और दुनिया में पहला दो-सिलेंडर भाप इंजन बनाया।
पोलज़ुनोव ने न्यूकॉमन की मशीन को उन्नत किया (उसने निरंतर संचालन सुनिश्चित करने के लिए एक के बजाय दो सिलेंडरों का इस्तेमाल किया) और गलाने वाली भट्टियों की धौंकनी को गति में सेट करने के लिए इसका उपयोग करने का प्रस्ताव रखा।

दुखद मदद

उस समय रूस में, भाप इंजन का व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया गया था, और पोलज़ुनोव को आईए श्लैटर द्वारा लिखित पुस्तक "ए विस्तृत निर्देश टू माइनिंग" (1760) से सभी जानकारी प्राप्त हुई, जिसमें न्यूकॉमन स्टीम इंजन का वर्णन किया गया था।

परियोजना की सूचना महारानी कैथरीन द्वितीय को दी गई थी। उसने उसे मंजूरी दे दी, आदेश दिया कि I.I. Polzunov को "इंजीनियर कप्तान-लेफ्टिनेंट के रैंक और रैंक के साथ मैकेनिक" में पदोन्नत किया जाए और 400 रूबल से पुरस्कृत किया जाए ...
पोलज़ुनोव ने सबसे पहले एक छोटी मशीन बनाने का प्रस्ताव रखा, जिस पर नए आविष्कार में अपरिहार्य सभी कमियों को पहचानना और समाप्त करना संभव होगा। फैक्ट्री के अधिकारी इससे सहमत नहीं थे और उन्होंने तुरंत एक बड़ी मशीन बनाने का फैसला किया। अप्रैल 1764 में, पोलज़ुनोव ने निर्माण शुरू किया।
1766 के वसंत में, निर्माण ज्यादातर पूरा हो गया था और परीक्षण किए गए थे।
लेकिन 27 मई को पोलज़ुनोव की खपत से मृत्यु हो गई।
उनके छात्रों लेवज़िन और चेर्नित्सिन ने अकेले भाप इंजन के अंतिम परीक्षण शुरू किए। 4 जुलाई के "डे नोट" में, "सही इंजन संचालन" का उल्लेख किया गया था, और 7 अगस्त, 1766 को, पूरे इंस्टॉलेशन, स्टीम इंजन और शक्तिशाली ब्लोअर को चालू कर दिया गया था। केवल तीन महीनों के काम में, पोलज़ुनोव की मशीन ने न केवल इसके निर्माण की सभी लागतों को 7233 रूबल 55 कोप्पेक की राशि में उचित ठहराया, बल्कि 12640 रूबल 28 कोप्पेक का शुद्ध लाभ भी दिया। हालाँकि, 10 नवंबर, 1766 को, मशीन में बॉयलर के जलने के बाद, यह 15 साल, 5 महीने और 10 दिनों तक बेकार रहा। 1782 में कार को नष्ट कर दिया गया था।

(अल्ताई क्षेत्र का विश्वकोश। बरनौल। 1996। खंड। 2. एस। 281-282; बरनौल। शहर का क्रॉनिकल। बरनौल। 1994। भाग 1. पी। 30)।

पोलज़ुनोव की कार

संचालन का सिद्धांत न्यूकॉमन मशीन के समान है।
भाप से भरे सिलेंडरों में से एक में पानी डाला गया, भाप संघनित हुई और सिलेंडर में एक वैक्यूम बनाया गया, वायुमंडलीय दबाव की क्रिया के तहत पिस्टन नीचे चला गया, उसी क्षण भाप दूसरे सिलेंडर में प्रवेश कर गई और वह उठ गई।

सिलिंडरों को पानी और भाप की आपूर्ति पूरी तरह से स्वचालित थी।

भाप इंजन का मॉडल I.I. पोलज़ुनोव, 1820 के दशक में मूल चित्र के अनुसार बनाया गया था।
बरनौल का क्षेत्रीय संग्रहालय।

1765 में जेम्स वॅट के लिएग्लासगो विश्वविद्यालय में मैकेनिक के रूप में काम करने वाले को न्यूकॉमन की मशीन के एक मॉडल की मरम्मत के लिए कमीशन दिया गया था। यह ज्ञात नहीं है कि इसे किसने बनाया था, लेकिन वह कई वर्षों से विश्वविद्यालय में थी।
प्रोफेसर जॉन एंडरसन ने सुझाव दिया कि वाट देखें कि क्या इस जिज्ञासु लेकिन आकर्षक उपकरण के बारे में कुछ किया जा सकता है।
वाट ने न केवल मरम्मत की, बल्कि कार में भी सुधार किया। उसने भाप को ठंडा करने के लिए उसमें एक अलग पात्र डाला और उसे संघनित्र कहा।

न्यूकॉमन स्टीम इंजन मॉडल

मॉडल 15 सेमी के कामकाजी स्ट्रोक के साथ एक सिलेंडर (व्यास 5 सेमी) से लैस था। वाट ने प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित की, विशेष रूप से, उन्होंने धातु के सिलेंडर को लकड़ी के साथ बदल दिया, अलसी के तेल से चिकनाई की और ओवन में सुखाया, एक चक्र में उठाए गए पानी की मात्रा को कम किया और मॉडल ने काम किया।
प्रयोगों के दौरान, वाट मशीन की अक्षमता के प्रति आश्वस्त हो गए।
प्रत्येक नए चक्र के साथ, भाप ऊर्जा का एक हिस्सा सिलेंडर को गर्म करने पर खर्च किया जाता था, जिसे भाप को ठंडा करने के लिए पानी डालने के बाद ठंडा किया जाता था।
प्रयोगों की एक श्रृंखला के बाद, वाट इस निष्कर्ष पर पहुंचे:
"... एक आदर्श भाप इंजन बनाने के लिए, यह आवश्यक है कि सिलेंडर हमेशा गर्म हो, जैसे भाप उसमें प्रवेश कर रही हो; लेकिन दूसरी ओर, वैक्यूम बनाने के लिए भाप का संघनन 30 डिग्री Réaumur से अधिक नहीं के तापमान पर होना चाहिए ”(38 सेल्सियस) ...

न्यूकॉमन मशीन का मॉडल जिसके साथ वाट ने प्रयोग किया

ये सब कैसे शुरू हुआ...

पहली बार, वॉट को 1759 में भाप में दिलचस्पी हो गई, यह उनके दोस्त रॉबिसन द्वारा सुगम बनाया गया था, जो तब इस विचार के साथ पहुंचे कि "वैगन को गति में सेट करने के लिए भाप इंजन की शक्ति का उपयोग करना।"
उसी वर्ष, रॉबिसन उत्तरी अमेरिका में लड़ने के लिए गया, और वाट इसके बिना अभिभूत था।
दो साल बाद, वाट भाप इंजन के विचार पर लौट आए।

"1761-1762 के बारे में," वाट लिखते हैं, "मैंने एक पापेन कड़ाही में भाप की शक्ति पर कुछ प्रयोग किए और एक भाप इंजन की तरह कुछ बनाया, उस पर एक सिरिंज, लगभग 1/8 इंच व्यास, एक मजबूत पिस्टन के साथ फिक्सिंग , बायलर से एक इनलेट वाल्व भाप से सुसज्जित है, साथ ही इसे सिरिंज से हवा में छोड़ने के लिए। जब बॉयलर से सिलेंडर तक नल खोला गया, तो भाप, सिलेंडर में प्रवेश कर और पिस्टन पर अभिनय करते हुए, एक महत्वपूर्ण भार (15 पाउंड) उठा लिया जिसके साथ पिस्टन लोड किया गया था। जब लोड को वांछित ऊंचाई तक बढ़ाया गया, तो बॉयलर के साथ संचार बंद हो गया और वातावरण में भाप छोड़ने के लिए एक वाल्व खोला गया। भाप निकली और वजन कम हो गया। यह ऑपरेशन कई बार दोहराया गया था, और यद्यपि इस उपकरण में नल को हाथ से घुमाया गया था, हालांकि, इसे स्वचालित रूप से चालू करने के लिए एक उपकरण के साथ आना मुश्किल नहीं था।

ए - सिलेंडर; बी - पिस्टन; सी - भार लटकाने के लिए हुक के साथ एक रॉड; डी - बाहरी सिलेंडर (आवरण); ई और जी - स्टीम इनलेट; एफ - सिलेंडर को कंडेनसर से जोड़ने वाली ट्यूब; के - संधारित्र; पी - पंप; आर - जलाशय; वी - भाप द्वारा विस्थापित हवा के निकास के लिए वाल्व; के, पी, आर - पानी से भरा हुआ। भाप G से होकर A और D के बीच के स्थान में और E से होकर सिलेंडर A में प्रवेश करती है। पंप सिलेंडर P में पिस्टन के थोड़े से ऊपर उठने के साथ (चित्र में पिस्टन नहीं दिखाया गया है), K में पानी का स्तर गिरता है और A से भाप गुजरती है K में और फिर अवक्षेपित होता है। A में, एक निर्वात प्राप्त होता है, और A और D के बीच स्थित भाप पिस्टन B पर दबाती है और इससे लटके हुए भार के साथ इसे ऊपर उठाती है।

न्यूकॉमन की मशीन से वाट की मशीन को अलग करने वाला मूल विचार इंसुलेटेड कंडेनसिंग चैंबर (वाष्प को ठंडा करना) था।

दृश्य छवि:

वाट की मशीन में, कंडेनसर "सी" को काम करने वाले सिलेंडर "पी" से अलग किया गया था, इसे लगातार गर्म और ठंडा करने की आवश्यकता नहीं थी, जिसकी बदौलत दक्षता को थोड़ा बढ़ाना संभव हो गया।

1769-1770 में, खान में काम करने वाले जॉन रोबक की खदान में (रोबक भाप इंजन में रुचि रखता था और कुछ समय के लिए वाट को वित्तपोषित करता था), वाट की मशीन का एक बड़ा मॉडल बनाया गया था, जिसके लिए उसे 1769 में अपना पहला पेटेंट प्राप्त हुआ था।

पेटेंट का सार

वाट ने अपने आविष्कार को "अग्नि इंजनों में भाप, और इसलिए ईंधन की खपत को कम करने के लिए एक नई विधि" के रूप में परिभाषित किया।
पेटेंट (नंबर 013) ने कई नई तकनीकी की रूपरेखा तैयार की। वाट द्वारा अपने इंजन में प्रयुक्त पद:
1) सिलेंडर की दीवारों का तापमान थर्मल इन्सुलेशन, स्टीम जैकेट के कारण उसमें प्रवेश करने वाली भाप के तापमान के बराबर बनाए रखना
और ठंडे निकायों के संपर्क की कमी।
2) एक अलग बर्तन में भाप का संघनन - एक कंडेनसर, जिसमें तापमान परिवेश के स्तर पर बनाए रखा जाना था।
3) पंपों के माध्यम से कंडेनसर से हवा और अन्य गैर-संघनन को हटाना।
4) अत्यधिक भाप दबाव का अनुप्रयोग; भाप संघनन के लिए पानी की कमी के मामलों में, वातावरण में निकास के साथ केवल अतिरिक्त दबाव का उपयोग।
5) एक अप्रत्यक्ष रूप से घूमने वाले पिस्टन के साथ "रोटरी" मशीनों का उपयोग।
6) आंशिक संक्षेपण के साथ संचालन (यानी कम वैक्यूम के साथ)। पेटेंट का एक ही पैराग्राफ पिस्टन सील और अलग-अलग हिस्सों के डिजाइन का वर्णन करता है। उस समय इस्तेमाल किए गए 1 एटीएम के भाप दबाव में, एक अलग कंडेनसर की शुरूआत और उसमें से हवा को बाहर निकालने का मतलब भाप और ईंधन की खपत को आधे से अधिक कम करने की वास्तविक संभावना थी।

कुछ समय बाद, रोबक दिवालिया हो गया और अंग्रेजी उद्योगपति मैथ्यू बोल्टन वाट के नए साथी बन गए।
रोबक के साथ वाट के समझौते के परिसमापन के बाद, निर्मित कार को नष्ट कर दिया गया और सोहो में बोल्टन संयंत्र में भेज दिया गया। इस पर, वाट ने लंबे समय तक अपने लगभग सभी सुधारों और आविष्कारों का परीक्षण किया।

Matthew Bolton . के बारे में

अगर रोबक ने वाट की मशीन में देखा, तो सबसे पहले, केवल एक बेहतर पंप, जो उसकी खदानों को बाढ़ से बचाने वाला था, तो बोल्टन ने वाट के आविष्कारों में देखा नया प्रकारइंजन, जिसे पानी के पहिये को बदलना था।
बोल्टन ने स्वयं ईंधन की खपत को कम करने के लिए न्यूकॉमन की कार में सुधार करने की कोशिश की। उन्होंने एक ऐसा मॉडल बनाया जिसने लंदन के कई उच्च-समाज के मित्रों और संरक्षकों को प्रसन्न किया। बोल्टन ने अमेरिकी वैज्ञानिक और राजनयिक बेंजामिन फ्रैंकलिन के साथ पत्र व्यवहार किया कि सिलेंडर में ठंडा पानी कैसे डाला जाए, इसके बारे में सबसे अच्छी प्रणालीवाल्व फ्रैंकलिन इस क्षेत्र में कुछ भी समझदारी की सलाह नहीं दे सकते थे, लेकिन उन्होंने ईंधन की बचत को बेहतर ढंग से जलाने और धुएं को खत्म करने के लिए एक और तरीके पर ध्यान आकर्षित किया।
बोल्टन ने नई कारों के उत्पादन पर विश्व एकाधिकार से कम कुछ नहीं का सपना देखा था। "मेरा विचार था," बोल्टन ने वाट को लिखा, "मेरे कारखाने के बगल में, एक उद्यम की व्यवस्था करने के लिए, जहां मैं मशीनों के निर्माण के लिए आवश्यक सभी तकनीकी साधनों पर ध्यान केंद्रित करूंगा, और जहां से हम पूरी दुनिया को किसी भी मशीन की आपूर्ति करेंगे। आकार।"

बोल्टन को इसके लिए किसी और चीज की स्पष्ट जानकारी थी। नई कारपुराने कलात्मक तरीकों से नहीं बनाया जा सकता है। "मैंने मान लिया," उन्होंने वाट को लिखा, "कि आपकी मशीन को सबसे अधिक लाभदायक तरीके से प्रचलन में लाने के लिए धन, बहुत सटीक काम और व्यापक कनेक्शन की आवश्यकता होगी। सबसे अच्छा तरीकाअपनी प्रतिष्ठा को बनाए रखने और आविष्कार के साथ न्याय करने के लिए इसके उत्पादन को कई तकनीशियनों के हाथों से हटाना है, जो अपनी अज्ञानता में, अनुभव की कमी और तकनीकी साधन, एक बुरा काम देगा, और यह आविष्कार की प्रतिष्ठा में परिलक्षित होगा।
इससे बचने के लिए, उन्होंने एक विशेष कारखाने के निर्माण का प्रस्ताव रखा, जहाँ "आपकी सहायता से, हम एक निश्चित संख्या में उत्कृष्ट श्रमिकों को आकर्षित और प्रशिक्षित कर सकते हैं, जो सर्वोत्तम उपकरणों से लैस होकर इस आविष्कार को बीस प्रतिशत सस्ता और काम में समान रूप से बड़े अंतर के साथ पूरा कर सकते हैं। सटीकता। , जो एक लोहार के काम और गणितीय उपकरणों के एक मास्टर के बीच मौजूद है।
अत्यधिक कुशल श्रमिकों के कार्मिक, नए तकनीकी उपकरण- बड़े पैमाने पर मशीन बनाने के लिए यही आवश्यक था। बोल्टन पहले से ही उन्नीसवीं सदी के उन्नत पूंजीवाद के संदर्भ और अवधारणाओं के बारे में सोच रहे थे। लेकिन अभी के लिए, यह अभी भी एक सपना था। बोल्टन और वाट नहीं, बल्कि उनके बेटे, तीस साल बाद, मशीनों के बड़े पैमाने पर उत्पादन का आयोजन किया गया - पहला मशीन-निर्माण संयंत्र।

बोल्टन और वाट ने सोहो संयंत्र में भाप इंजन के उत्पादन पर चर्चा की

स्टीम इंजन के विकास में अगला चरण सिलेंडर के ऊपरी हिस्से को सील करना और न केवल निचले हिस्से को, बल्कि सिलेंडर के ऊपरी हिस्से को भी भाप की आपूर्ति करना था।

तो वाट और बोल्टन, बनाया गया था डबल अभिनय भाप इंजन.

अब बारी-बारी से सिलेंडर के दोनों गुहाओं में भाप की आपूर्ति की जाती थी। सिलेंडर की दीवारों को बाहरी वातावरण से थर्मल रूप से अछूता रखा गया था।

वाट की मशीन, हालांकि यह बन गई एक कार से अधिक कुशलनवागंतुक, लेकिन दक्षता अभी भी बेहद कम (1-2%) थी।

कैसे वाट और बोल्टन ने अपनी कारों का निर्माण और प्रचार किया

अठारहवीं शताब्दी में उत्पादन की उत्पादन क्षमता और संस्कृति का कोई सवाल ही नहीं था। बोल्टन को वाट के पत्र श्रमिकों के नशे, चोरी और आलस्य के बारे में शिकायतों से भरे हुए हैं। "हम सोहो में अपने कार्यकर्ताओं पर बहुत कम भरोसा कर सकते हैं," उन्होंने बोल्टन को लिखा। - जेम्स टेलर ने ज्यादा शराब पीना शुरू कर दिया। वह जिद्दी, इच्छाधारी और दुखी है। कार्टराइट ने जिस मशीन पर काम किया वह त्रुटियों और भूलों की एक सतत श्रृंखला है। स्मिथ और अन्य अज्ञानी हैं, और उन सभी को रोजाना देखने की जरूरत है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि इससे बुरा कुछ नहीं होता है।"
उन्होंने बोल्टन से सख्त कार्रवाई की मांग की और आमतौर पर सोहो में कारों के उत्पादन को रोकने के लिए इच्छुक थे। "सभी आलसी लोगों से कहा जाना चाहिए," उन्होंने लिखा, "कि अगर वे अब तक की तरह असावधान हैं, तो उन्हें कारखाने से बाहर निकाल दिया जाएगा। सोहो में एक मशीन बनाने की लागत हमें महंगी पड़ रही है, और अगर उत्पादन में सुधार नहीं किया जा सकता है, तो इसे पूरी तरह से बंद कर दिया जाना चाहिए और काम को पक्ष में वितरित किया जाना चाहिए।

मशीनों के लिए पुर्जे बनाने के लिए उचित उपकरण की आवश्यकता होती है। इसलिए, विभिन्न कारखानों में विभिन्न मशीन घटकों का उत्पादन किया गया।
तो, विल्किंसन संयंत्र में, सिलेंडर डाले गए और ऊब गए, सिलेंडर सिर, एक पिस्टन, एक वायु पंप और एक कंडेनसर भी वहां बनाए गए। सिलेंडर के लिए कच्चा लोहा आवरण बर्मिंघम में एक फाउंड्री में डाला गया था, तांबे के पाइप लंदन से लाए गए थे, और मशीन के निर्माण स्थल पर छोटे भागों का उत्पादन किया गया था। इन सभी भागों को बोल्टन और वाट ने ग्राहक की कीमत पर ऑर्डर किया था - खदान या मिल के मालिक।
धीरे-धीरे, अलग-अलग हिस्सों को जगह में लाया गया और वाट की व्यक्तिगत देखरेख में इकट्ठा किया गया। बाद में उन्होंने संकलित किया विस्तृत निर्देशमशीन असेंबली के लिए। स्थानीय लोहारों द्वारा आमतौर पर कड़ाही को साइट पर लगाया जाता था।

कॉर्नवाल (जिसे सबसे कठिन खदान माना जाता है) में एक खदान में डीवाटरिंग मशीन के सफल स्टार्ट-अप के बाद, बोल्टन और वाट को कई ऑर्डर मिले। खानों के मालिकों ने देखा कि वाट की मशीन वहीं सफल हुई जहां न्यूकॉमन की मशीन शक्तिहीन थी। और उन्होंने तुरंत वाट पंप का ऑर्डर देना शुरू कर दिया।
वाट काम से भरा हुआ था। वह अपने चित्र पर हफ्तों तक बैठा रहा, मशीनों की स्थापना के लिए गया - उसकी मदद और पर्यवेक्षण के बिना कहीं भी नहीं किया जा सकता था। वह अकेला था और उसे हर जगह रहना पड़ता था।

भाप इंजन के लिए अन्य तंत्रों को चलाने में सक्षम होने के लिए, पारस्परिक आंदोलनों को घूर्णी में परिवर्तित करना आवश्यक था, और एक समान गति के लिए पहिया को चक्का के रूप में अनुकूलित करना आवश्यक था।

सबसे पहले, पिस्टन और बैलेंसर को मजबूती से बांधना आवश्यक था (इस बिंदु तक, एक श्रृंखला या रस्सी का उपयोग किया गया था)।
वाट का इरादा गियर स्ट्रिप का उपयोग करके पिस्टन से बैलेंसर में स्थानांतरण करना था, और बैलेंसर पर एक गियर सेक्टर रखना था।

दांतेदार क्षेत्र

यह प्रणाली अविश्वसनीय साबित हुई और वाट को इसे छोड़ने के लिए मजबूर होना पड़ा।

क्रैंक तंत्र का उपयोग करके टोक़ के हस्तांतरण की योजना बनाई गई थी।

क्रैंक तंत्र

लेकिन क्रैंक को छोड़ना पड़ा क्योंकि इस प्रणाली को पहले ही (1780 में) जेम्स पिकार्ड द्वारा पेटेंट कराया जा चुका था। पिकार्ड ने वाट क्रॉस-लाइसेंसिंग की पेशकश की, लेकिन वाट ने इस प्रस्ताव को अस्वीकार कर दिया और अपनी कार में एक ग्रहीय गियर का इस्तेमाल किया। (पेटेंट के बारे में अस्पष्टताएं हैं, आप लेख के अंत में पढ़ सकते हैं)

प्लैनेटरी गीयर

वाट इंजन (1788)

निरंतर घूर्णी गति वाली मशीन बनाते समय, वाट को कई गैर-तुच्छ समस्याओं (दो सिलेंडर गुहाओं पर भाप वितरण, स्वचालित गति नियंत्रण और पिस्टन रॉड के रेक्टिलिनियर आंदोलन) को हल करना पड़ा।

वाट का समांतर चतुर्भुज

वाट तंत्र का आविष्कार पिस्टन के जोर को एक सीधा गति देने के लिए किया गया था।

1848 में जर्मनी के फ्रीबर्ग में जेम्स वाट के पेटेंट के अनुसार स्टीम इंजन बनाया गया।

केन्द्रापसारक नियामक

केन्द्रापसारक नियामक के संचालन का सिद्धांत सरल है, शाफ्ट जितनी तेजी से घूमता है, केन्द्रापसारक बल की कार्रवाई के तहत भार उतना ही अधिक होता है और भाप पाइपलाइन अधिक अवरुद्ध होती है। वजन कम किया जाता है - भाप पाइपलाइन खोली जाती है।
मिलिंग व्यवसाय में मिलस्टोन के बीच की दूरी को समायोजित करने के लिए एक समान प्रणाली लंबे समय से जानी जाती है।
वाट ने भाप इंजन के लिए नियामक को अनुकूलित किया।

भाप वितरण उपकरण

पिस्टन वाल्व सिस्टम

1783 में वाट के सहायकों में से एक द्वारा चित्र तैयार किया गया था (पत्र स्पष्टीकरण के लिए हैं)। बी और बी - ट्यूब सी द्वारा एक दूसरे से जुड़े पिस्टन और ट्यूब डी में कंडेनसर एच और ट्यूब ई और एफ से सिलेंडर ए से जुड़े; जी - भाप पाइपलाइन; K - एक छड़ जो विस्फोटकों को स्थानांतरित करने का कार्य करती है।
ड्राइंग में दिखाए गए पिस्टन बीबी की स्थिति में, पिस्टन बी और बी के बीच पाइप डी का स्थान, साथ ही पिस्टन के नीचे सिलेंडर ए का निचला हिस्सा (आकृति में नहीं दिखाया गया है), एफ से सटे, भाप से भरे होते हैं, जबकि सिलेंडर ए के ऊपरी हिस्से में, पिस्टन के ऊपर, ई के माध्यम से और सी के माध्यम से एक संधारित्र एच के साथ संचार करते हैं - दुर्लभता की स्थिति; जब विस्फोटक एफ और ई से ऊपर उठाया जाता है, तो ए के माध्यम से एफ का निचला हिस्सा एच के साथ संचार करेगा, और ई और डी के माध्यम से ऊपरी भाग भाप पाइपलाइन के साथ संचार करेगा।

आंख को पकड़ने वाला चित्र

हालांकि, 1800 वाट तक पॉपपेट वाल्व (संबंधित खिड़कियों के ऊपर उठाई या नीची धातु डिस्क और लीवर की एक जटिल प्रणाली द्वारा संचालित) का उपयोग करना जारी रखा, क्योंकि "पिस्टन वाल्व" की एक प्रणाली के निर्माण के लिए उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।

भाप वितरण तंत्र का विकास मुख्य रूप से वाट के सहायक विलियम मर्डोक द्वारा किया गया था।

मर्डोक ने भाप वितरण तंत्र में सुधार करना जारी रखा और 1799 में डी-आकार के स्पूल (बॉक्स स्पूल) का पेटेंट कराया।

स्पूल की स्थिति के आधार पर, खिड़कियां (4) और (5) स्पूल के चारों ओर एक बंद जगह (6) के साथ संचार करती हैं और भाप से भरी होती हैं, या वातावरण या कंडेनसर से जुड़ी गुहा 7 के साथ संचार करती हैं।

सभी सुधारों के बाद, निम्नलिखित मशीन का निर्माण किया गया:

भाप वितरक का उपयोग करके भाप को बारी-बारी से सिलेंडर के विभिन्न गुहाओं में आपूर्ति की जाती थी, और केन्द्रापसारक नियामक भाप आपूर्ति वाल्व को नियंत्रित करता था (यदि मशीन बहुत अधिक गति करती है, तो वाल्व बंद हो जाता है और इसके विपरीत अगर यह बहुत धीमा हो जाता है)।

दृश्य वीडियो

यह मशीन पहले से ही न केवल एक पंप के रूप में काम कर सकती है, बल्कि अन्य तंत्रों को भी सक्रिय कर सकती है।

1784 मेंवाट को के लिए पेटेंट प्राप्त हुआ यूनिवर्सल स्टीम इंजन(पेटेंट संख्या 1432)।

चक्की के बारे में

1986 में, बोल्टन और वाट ने भाप इंजन द्वारा संचालित लंदन में एक मिल ("एल्बियन मिल") का निर्माण किया। जब मिल को चालू किया गया, तो एक वास्तविक तीर्थयात्रा शुरू हुई। लंदनवासियों की तकनीकी सुधारों में गहरी दिलचस्पी थी।

वॉट, जो मार्केटिंग से परिचित नहीं थे, ने इस तथ्य पर नाराजगी जताई कि दर्शक उनके काम में हस्तक्षेप करते हैं और मांग करते हैं कि बाहरी लोगों को प्रवेश से वंचित किया जाए। दूसरी ओर, बोल्टन का मानना ​​था कि अधिक से अधिक लोगों को कार के बारे में सीखना चाहिए और इसलिए वाट के अनुरोधों को अस्वीकार कर दिया।
सामान्य तौर पर, बोल्टन और वाट को ग्राहकों की कमी का अनुभव नहीं हुआ। 1791 में, मिल जल गई (या शायद इसमें आग लगा दी गई थी, क्योंकि मिल मालिक प्रतिस्पर्धा से डरते थे)।

अस्सी के दशक के उत्तरार्ध में, वाट ने अपनी कार में सुधार करना बंद कर दिया। बोल्टन को लिखे पत्रों में वे लिखते हैं:
"यह बहुत संभव है कि, मशीन के तंत्र में कुछ सुधारों को छोड़कर, जो हमने पहले ही उत्पादित किया है, उससे बेहतर कुछ भी प्रकृति द्वारा अनुमति नहीं दी जाएगी, जिसने अधिकांश चीजों के लिए अपने एनईसी प्लस अल्ट्रा (लैटिन "कहीं और") को ठहराया है। ।"
और बाद में, वाट ने दावा किया कि वह भाप इंजन में कुछ भी नया नहीं खोज सका, और यदि वह इसमें लगे हुए थे, तो केवल उनके पिछले निष्कर्षों और टिप्पणियों के विवरण और सत्यापन में सुधार हुआ।

रूसी साहित्य की सूची

कमेंस्की ए.वी. जेम्स वाट, उनका जीवन और वैज्ञानिक और व्यावहारिक गतिविधियाँ। सेंट पीटर्सबर्ग, 1891
वीज़ेनबर्ग एल.एम. भाप इंजन के आविष्कारक जेम्स वाट। एम। - एल।, 1930
लेसनिकोव एम.पी. जेम्स वॉट। एम।, 1935
संघि I.Ya। स्टीम इंजन के आविष्कारक जेम्स वाट हैं। एम., 1969

इस प्रकार, हम मान सकते हैं कि भाप इंजन के विकास में पहला चरण समाप्त हो गया है।

भाप इंजनों का आगे विकास भाप के दबाव में वृद्धि और उत्पादन में सुधार से जुड़ा था।

टीएसबी से उद्धरण

वाट का सार्वभौमिक इंजन, इसकी दक्षता के कारण, व्यापक रूप से उपयोग किया गया था और पूंजीवादी मशीन उत्पादन में संक्रमण में एक बड़ी भूमिका निभाई थी। "वाट की महान प्रतिभा," के। मार्क्स ने लिखा, "इस तथ्य से पता चलता है कि उन्होंने अप्रैल 1784 में भाप इंजन का वर्णन करते हुए जो पेटेंट लिया था, वह इसे केवल विशेष उद्देश्यों के लिए एक आविष्कार के रूप में नहीं, बल्कि एक सार्वभौमिक इंजन के रूप में दर्शाता है। बड़े पैमाने पर उद्योग ”(मार्क्स, के। कैपिटल, वॉल्यूम 1, 1955, पीपी। 383-384)।

1800 तक वाट और बोल्टन का कारखाना सेंट द्वारा बनाया गया था। 250 भाप इंजन, और 1826 तक इंग्लैंड में लगभग 1,500 भाप इंजन थे जिनकी कुल शक्ति लगभग थी। 80000 अश्वशक्ति दुर्लभ अपवादों के साथ, ये वाट-प्रकार की मशीनें थीं। 1784 के बाद, वाट मुख्य रूप से उत्पादन में सुधार करने में लगा हुआ था, और 1800 के बाद वह पूरी तरह से सेवानिवृत्त हो गया।

मैं कोयले और पानी पर रहता हूं और अभी भी 100 मील प्रति घंटे की रफ्तार से चलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा है! यह ठीक वैसा ही है जैसा एक स्टीम लोकोमोटिव कर सकता है। हालांकि ये विशालकाय यांत्रिक डायनासोर अब दुनिया के अधिकांश हिस्सों में विलुप्त हो चुके हैं रेलवे, भाप तकनीक लोगों के दिलों में बसती है, और इस तरह के इंजन अभी भी कई ऐतिहासिक रेलमार्गों पर पर्यटकों के आकर्षण के रूप में काम करते हैं।

पहले आधुनिक भाप इंजनों का आविष्कार इंग्लैंड में 18वीं शताब्दी की शुरुआत में किया गया था और इसने औद्योगिक क्रांति की शुरुआत को चिह्नित किया।

आज हम फिर से भाप ऊर्जा की ओर लौट रहे हैं। डिजाइन सुविधाओं के कारण, दहन प्रक्रिया के दौरान, एक भाप इंजन आंतरिक दहन इंजन की तुलना में कम प्रदूषण पैदा करता है। यह कैसे काम करता है यह देखने के लिए यह वीडियो देखें।

पुराने भाप इंजन ने क्या संचालित किया?

आप जो कुछ भी सोच सकते हैं उसे करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है: स्केटबोर्डिंग, हवाई जहाज उड़ाना, खरीदारी करना या सड़क पर गाड़ी चलाना। आज हम परिवहन के लिए उपयोग की जाने वाली अधिकांश ऊर्जा तेल से आती है, लेकिन हमेशा ऐसा नहीं था। 20वीं सदी की शुरुआत तक, कोयला दुनिया का पसंदीदा ईंधन था, और इसने ट्रेनों और जहाजों से लेकर अमेरिकी वैज्ञानिक सैमुअल पी। लैंगली द्वारा आविष्कार किए गए दुर्भाग्यपूर्ण भाप विमान तक सब कुछ संचालित किया, जो राइट बंधुओं के शुरुआती प्रतियोगी थे। कोयले में ऐसा क्या खास है? पृथ्वी के अंदर इसकी प्रचुरता है, इसलिए यह अपेक्षाकृत सस्ती और व्यापक रूप से उपलब्ध थी।

कोयला एक कार्बनिक रसायन है, जिसका अर्थ है कि यह कार्बन तत्व पर आधारित है। कोयले का निर्माण लाखों वर्षों में होता है जब मृत पौधों के अवशेष चट्टानों के नीचे दबे होते हैं, दबाव में संकुचित होते हैं और पृथ्वी की आंतरिक गर्मी से उबाले जाते हैं। इसलिए इसे जीवाश्म ईंधन कहा जाता है। कोयले के ढेले वास्तव में ऊर्जा के ढेले हैं। उनके अंदर का कार्बन रासायनिक बंध नामक यौगिकों द्वारा हाइड्रोजन और ऑक्सीजन परमाणुओं से बंधा होता है। जब हम कोयले को आग में जलाते हैं, तो बंधन टूट जाते हैं और ऊर्जा ऊष्मा के रूप में निकलती है।

कोयले में गैसोलीन, डीजल और मिट्टी के तेल जैसे स्वच्छ जीवाश्म ईंधन के रूप में प्रति किलोग्राम लगभग आधी ऊर्जा होती है - और यही कारण है कि भाप इंजनों को इतना जलाना पड़ता है।

क्या स्टीम इंजन एक शानदार वापसी के लिए तैयार हैं?

एक ज़माने में भाप के इंजन का बोलबाला था - पहले ट्रेनों में और भारी ट्रैक्टर, जैसा कि आप जानते हैं, लेकिन अंततः कारों में भी। आज यह समझना मुश्किल है, लेकिन 20वीं सदी के मोड़ पर, अमेरिका में आधी से अधिक कारें भाप से चलती थीं। भाप के इंजन में इतना सुधार हुआ कि 1906 में स्टेनली रॉकेट नामक एक भाप इंजन ने भूमि की गति का रिकॉर्ड भी बना लिया - 127 मील प्रति घंटे की लापरवाह गति!

अब, आप सोच सकते हैं कि स्टीम इंजन केवल इसलिए सफल रहा क्योंकि आंतरिक दहन इंजन (ICE) अभी तक मौजूद नहीं थे, लेकिन वास्तव में, स्टीम इंजन और ICE कारों का विकास एक ही समय में हुआ था। चूंकि इंजीनियरों को पहले से ही भाप इंजन के साथ 100 साल का अनुभव था, भाप इंजन की शुरुआत काफी बड़ी थी। जबकि मैनुअल क्रैंक मोटरदुर्भाग्यपूर्ण ऑपरेटरों के हाथ टूट गए, 1900 तक भाप इंजन पहले से ही पूरी तरह से स्वचालित थे - और बिना क्लच या गियरबॉक्स के (भाप एक आंतरिक दहन इंजन के स्ट्रोक के विपरीत, निरंतर दबाव प्रदान करता है), संचालित करने में बहुत आसान है। एकमात्र चेतावनी यह है कि बॉयलर के गर्म होने के लिए आपको कुछ मिनट इंतजार करना होगा।

हालांकि, कुछ ही वर्षों में, हेनरी फोर्ड साथ आएंगे और सब कुछ बदल देंगे। हालांकि भाप इंजन तकनीकी रूप से आंतरिक दहन इंजन से बेहतर था, यह उत्पादन फोर्ड की कीमत से मेल नहीं खा सकता था। स्टीम कार निर्माताओं ने गियर बदलने और अपनी कारों को प्रीमियम, लक्जरी उत्पादों के रूप में बेचने की कोशिश की, लेकिन 1918 तक फोर्ड मॉडल टी स्टेनली स्टीमर (उस समय की सबसे लोकप्रिय स्टीम कार) से छह गुना सस्ता था। 1912 में इलेक्ट्रिक स्टार्टर मोटर के आगमन और आंतरिक दहन इंजन की दक्षता में निरंतर सुधार के साथ, भाप इंजन हमारी सड़कों से गायब हो गया था।

दबाव में

पिछले 90 वर्षों से, भाप के इंजन विलुप्त होने के कगार पर हैं, और विशाल जानवरों ने विंटेज कार शो में भाग लिया है, लेकिन बहुत अधिक नहीं। चुपचाप, हालांकि, पृष्ठभूमि में, अनुसंधान चुपचाप आगे बढ़ गया है, आंशिक रूप से बिजली उत्पादन के लिए भाप टर्बाइनों पर हमारी निर्भरता के कारण, और इसलिए भी कि कुछ लोगों का मानना ​​​​है कि भाप इंजन वास्तव में आंतरिक दहन इंजनों से बेहतर प्रदर्शन कर सकते हैं।

आईसीई है आंतरिक दोषए: उन्हें जीवाश्म ईंधन की आवश्यकता होती है, वे बहुत अधिक प्रदूषण पैदा करते हैं, और वे शोर करते हैं। दूसरी ओर, भाप के इंजन बहुत शांत, बहुत साफ होते हैं, और लगभग किसी भी ईंधन का उपयोग कर सकते हैं। भाप इंजन, निरंतर दबाव के लिए धन्यवाद, गियरिंग की आवश्यकता नहीं होती है - आपको अधिकतम टोक़ और त्वरण तुरंत, आराम से मिलता है। शहर में ड्राइविंग के लिए, जहां रुकने और शुरू करने से भारी मात्रा में जीवाश्म ईंधन की खपत होती है, भाप इंजन की निरंतर शक्ति बहुत दिलचस्प हो सकती है।

प्रौद्योगिकी ने एक लंबा सफर तय किया है और 1920 के दशक से - सबसे पहले, हम अब हैं सामग्री स्वामी. मूल भाप इंजनगर्मी और दबाव का सामना करने के लिए विशाल, भारी बॉयलरों की आवश्यकता होती थी, और परिणामस्वरूप, छोटे भाप इंजनों का वजन भी कुछ टन होता था। आधुनिक सामग्रियों के साथ, भाप इंजन अपने चचेरे भाइयों की तरह हल्के हो सकते हैं। एक आधुनिक कंडेनसर और किसी प्रकार के वाष्पीकरण बॉयलर में फेंक दें और आप एक अच्छी दक्षता और वार्म-अप समय के साथ एक भाप इंजन का निर्माण कर सकते हैं जिसे मिनटों के बजाय सेकंड में मापा जाता है।

हाल के वर्षों में, इन उपलब्धियों ने कुछ रोमांचक घटनाक्रमों को जोड़ दिया है। 2009 में, एक ब्रिटिश टीम ने 148 मील प्रति घंटे की एक नई भाप से चलने वाली हवा की गति का रिकॉर्ड बनाया, अंत में स्टेनली रॉकेट रिकॉर्ड को तोड़ दिया जो 100 से अधिक वर्षों तक खड़ा था। 1990 के दशक में, Enginion नामक वोक्सवैगन आर एंड डी डिवीजन ने दावा किया कि उसने एक भाप इंजन बनाया था जो दक्षता में एक आंतरिक दहन इंजन के बराबर था, लेकिन कम उत्सर्जन के साथ। हाल के वर्षों में, साइक्लोन टेक्नोलॉजीज ने एक भाप इंजन विकसित करने का दावा किया है जो आंतरिक दहन इंजन से दोगुना कुशल है। हालांकि, आज तक, किसी भी इंजन ने व्यावसायिक वाहन में प्रवेश नहीं किया है।

आगे बढ़ते हुए, यह संभावना नहीं है कि भाप इंजन कभी भी आंतरिक दहन इंजन से उतरेंगे, यदि केवल बिग ऑयल की विशाल गति के कारण। हालांकि, एक दिन, जब हम अंततः निजी परिवहन के भविष्य पर गंभीरता से विचार करने का निर्णय लेते हैं, शायद भाप ऊर्जा की शांत, हरी, ग्लाइडिंग कृपा को दूसरा मौका मिलेगा।

हमारे समय के भाप इंजन

तकनीकी।

अभिनव ऊर्जा।नैनोफ्लोसेल® वर्तमान में मोबाइल और स्थिर अनुप्रयोगों के लिए सबसे नवीन और सबसे शक्तिशाली ऊर्जा भंडारण प्रणाली है। पारंपरिक बैटरियों के विपरीत, नैनोफ्लोसेल® तरल इलेक्ट्रोलाइट्स (बाय-आईओएन) द्वारा संचालित होता है जिसे सेल से ही दूर संग्रहीत किया जा सकता है। इस तकनीक वाली कार का निकास जलवाष्प है।

एक पारंपरिक प्रवाह सेल की तरह, सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रोलाइटिक तरल पदार्थ दो जलाशयों में अलग-अलग संग्रहीत होते हैं और एक पारंपरिक प्रवाह सेल या ईंधन सेल की तरह, अलग-अलग सर्किट में ट्रांसड्यूसर (नैनोफ्लोसेल सिस्टम का वास्तविक तत्व) के माध्यम से पंप किए जाते हैं।

यहां, दो इलेक्ट्रोलाइट सर्किट केवल एक पारगम्य झिल्ली द्वारा अलग किए जाते हैं। जैसे ही सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोलाइट समाधान कनवर्टर झिल्ली के दोनों किनारों पर एक दूसरे से गुजरते हैं, आयन एक्सचेंज होता है। यह बाय-आयन में बंधी रासायनिक ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित करता है, जो तब सीधे बिजली उपभोक्ताओं के लिए उपलब्ध होती है।

हाइड्रोजन वाहनों की तरह, नैनोफ्लोसेल इलेक्ट्रिक वाहनों द्वारा उत्पादित "निकास" जल वाष्प है। लेकिन क्या भविष्य के इलेक्ट्रिक वाहनों से जल वाष्प उत्सर्जन पर्यावरण के अनुकूल है?

इलेक्ट्रिक मोबिलिटी के आलोचक पर्यावरण अनुकूलता और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की स्थिरता पर सवाल उठा रहे हैं। कई लोगों के लिए, इलेक्ट्रिक वाहन शून्य-उत्सर्जन ड्राइविंग और पर्यावरण की दृष्टि से हानिकारक तकनीक के बीच एक औसत समझौता है। साधारण लिथियम-आयन या धातु हाइड्राइड बैटरी न तो टिकाऊ होती हैं और न ही पर्यावरण के अनुकूल - निर्मित, उपयोग या पुनर्नवीनीकरण नहीं की जाती हैं, भले ही विज्ञापन शुद्ध "ई-मोबिलिटी" का सुझाव देता हो।

nanoFlowcell Holdings से अक्सर nanoFlowcell प्रौद्योगिकी और द्वि-आयनिक इलेक्ट्रोलाइट्स की स्थिरता और पर्यावरणीय अनुकूलता के बारे में पूछा जाता है। दोनों नैनोफ्लोसेल और इसे बिजली देने के लिए आवश्यक द्वि-आईओएन इलेक्ट्रोलाइट समाधान पर्यावरण के अनुकूल तरीके से उत्पादित किए जाते हैं। सुरक्षित तरीके सेपर्यावरण के अनुकूल कच्चे माल से। ऑपरेशन के दौरान, नैनोफ्लोसेल तकनीक पूरी तरह से गैर-विषाक्त है और किसी भी तरह से स्वास्थ्य को नुकसान नहीं पहुंचाती है। द्वि-आयन, जिसमें कम नमक वाला जलीय घोल (पानी में घुले कार्बनिक और खनिज लवण) और वास्तविक ऊर्जा वाहक (इलेक्ट्रोलाइट्स) होते हैं, उपयोग और पुनर्नवीनीकरण के समय भी पर्यावरण के अनुकूल होते हैं।

इलेक्ट्रिक कार में नैनोफ्लोसेल ड्राइव कैसे काम करती है? पसंद करना पेट्रोल कार, इलेक्ट्रोलाइट समाधान का उपयोग नैनोफ्लोसेल वाले इलेक्ट्रिक वाहन में किया जाता है। नैनोआर्म (वास्तविक प्रवाह सेल) के अंदर, एक सकारात्मक और एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोलाइट समाधान कोशिका झिल्ली में पंप किया जाता है। प्रतिक्रिया - आयन एक्सचेंज - सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोलाइट समाधानों के बीच होता है। इस प्रकार, द्वि-आयनों में निहित रासायनिक ऊर्जा बिजली के रूप में निकलती है, जिसका उपयोग तब इलेक्ट्रिक मोटर्स को चलाने के लिए किया जाता है। यह तब तक होता है जब तक इलेक्ट्रोलाइट्स झिल्ली में पंप हो जाते हैं और प्रतिक्रिया करते हैं। नैनोफ्लोसेल के साथ QUANTiNO ड्राइव के मामले में, इलेक्ट्रोलाइट तरल का एक भंडार 1000 किलोमीटर से अधिक के लिए पर्याप्त है। खाली करने के बाद टैंक को फिर से भरना होगा।

नैनोफ्लोसेल वाले इलेक्ट्रिक वाहन से किस प्रकार का "अपशिष्ट" उत्पन्न होता है? एक पारंपरिक आंतरिक दहन इंजन वाहन में, जीवाश्म ईंधन (गैसोलीन या डीजल) के दहन से खतरनाक निकास गैसें निकलती हैं - मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड - जिसके संचय को कई शोधकर्ताओं द्वारा जलवायु परिवर्तन के कारण के रूप में पहचाना गया है। परिवर्तन। हालांकि, ड्राइविंग करते समय नैनोफ्लोसेल वाहन द्वारा उत्सर्जित एकमात्र उत्सर्जन है - लगभग हाइड्रोजन से चलने वाले वाहन की तरह - लगभग पूरी तरह से पानी।

नैनोसेल में आयन एक्सचेंज होने के बाद, द्वि-आयन इलेक्ट्रोलाइट समाधान की रासायनिक संरचना व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रही। यह अब प्रतिक्रियाशील नहीं है और इसलिए इसे "खर्च" माना जाता है क्योंकि इसे रिचार्ज नहीं किया जा सकता है। इसलिए, नैनोफ्लोसेल प्रौद्योगिकी के मोबाइल अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि इलेक्ट्रिक वाहन, सूक्ष्म रूप से वाष्पीकृत करने और वाहन के गति में होने पर भंग इलेक्ट्रोलाइट को छोड़ने का निर्णय लिया गया था। 80 किमी / घंटा से ऊपर की गति पर, अपशिष्ट इलेक्ट्रोलाइटिक द्रव कंटेनर को ड्राइव ऊर्जा द्वारा संचालित जनरेटर का उपयोग करके अत्यंत महीन स्प्रे नोजल के माध्यम से खाली किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट्स और लवण यांत्रिक रूप से पूर्व-फ़िल्टर्ड होते हैं। ठंडे पानी के वाष्प (माइक्रोफाइन मिस्ट) के रूप में वर्तमान में शुद्ध पानी की रिहाई पर्यावरण के साथ पूरी तरह से अनुकूल है। फ़िल्टर को लगभग 10 ग्राम पर बदल दिया जाता है।

इस तकनीकी समाधान का लाभ यह है कि सामान्य ड्राइविंग के दौरान वाहन का टैंक खाली हो जाता है और बिना पम्पिंग की आवश्यकता के आसानी से और जल्दी से भर दिया जा सकता है।

एक वैकल्पिक समाधान, जो कुछ अधिक जटिल है, खर्च किए गए इलेक्ट्रोलाइट समाधान को एक अलग टैंक में एकत्र करना और इसे रीसाइक्लिंग के लिए भेजना है। यह समाधान समान स्थिर नैनोफ्लोसेल अनुप्रयोगों के लिए अभिप्रेत है।

हालांकि, कई आलोचक अब सुझाव देते हैं कि जल वाष्प का प्रकार जो ईंधन कोशिकाओं में हाइड्रोजन रूपांतरण से या नैनोट्यूबिंग के मामले में इलेक्ट्रोलाइटिक तरल पदार्थ के वाष्पीकरण से निकलता है, सैद्धांतिक रूप से एक ग्रीनहाउस गैस है जो जलवायु परिवर्तन पर प्रभाव डाल सकती है। ऐसी अफवाहें कैसे पैदा होती हैं?

हम जल वाष्प उत्सर्जन को उनके पर्यावरणीय महत्व के संदर्भ में देखते हैं और पूछते हैं कि व्यापक उपयोग से कितना अधिक जल वाष्प की उम्मीद की जा सकती है वाहनपारंपरिक ड्राइव प्रौद्योगिकियों की तुलना में नैनोफ्लोसेल्स के साथ और क्या ये एच 2 ओ उत्सर्जन पर्यावरण पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक ग्रीनहाउस गैसें - सीएच 4, ओ 3 और एन 2 ओ - जल वाष्प और सीओ 2, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के साथ वैश्विक जलवायु को बनाए रखने के लिए अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण हैं। पृथ्वी तक पहुँचने वाला सौर विकिरण अवशोषित हो जाता है और पृथ्वी को गर्म कर देता है, जो बदले में वातावरण में ऊष्मा का विकिरण करता है। हालाँकि, इस विकिरणित ऊष्मा का अधिकांश भाग पृथ्वी के वायुमंडल से वापस अंतरिक्ष में चला जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प में ग्रीनहाउस गैसों के गुण होते हैं, जिससे " सुरक्षा करने वाली परतजो सभी विकिरणित ऊष्मा को वापस अंतरिक्ष में जाने से रोकता है। प्राकृतिक संदर्भ में, यह ग्रीनहाउस प्रभाव पृथ्वी पर हमारे अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है - कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प के बिना, पृथ्वी का वातावरण जीवन के लिए प्रतिकूल होगा।

ग्रीनहाउस प्रभाव तभी समस्याग्रस्त हो जाता है जब अप्रत्याशित मानवीय हस्तक्षेप प्राकृतिक चक्र को बाधित करता है। जब, प्राकृतिक ग्रीनहाउस गैसों के अलावा, मनुष्य जीवाश्म ईंधन को जलाकर वातावरण में ग्रीनहाउस गैसों की उच्च सांद्रता का कारण बनते हैं, तो इससे पृथ्वी के वायुमंडल का ताप बढ़ जाता है।

जीवमंडल के हिस्से के रूप में, मनुष्य अनिवार्य रूप से अपने अस्तित्व से पर्यावरण और इसलिए जलवायु प्रणाली को प्रभावित करते हैं। पाषाण युग के बाद पृथ्वी की जनसंख्या की निरंतर वृद्धि और कई हजार साल पहले बस्तियों की स्थापना, खानाबदोश जीवन से कृषि और पशुपालन में संक्रमण से जुड़ी, पहले से ही जलवायु को प्रभावित कर चुकी है। दुनिया के लगभग आधे मूल जंगलों और जंगलों को कृषि उद्देश्यों के लिए साफ कर दिया गया है। वन - महासागरों के साथ - जल वाष्प के मुख्य उत्पादक हैं।

जलवाष्प वायुमंडल में तापीय विकिरण का मुख्य अवशोषक है। वायुमंडल के द्रव्यमान से जल वाष्प का औसत 0.3% है, कार्बन डाइऑक्साइड केवल 0.038% है, जिसका अर्थ है कि जल वाष्प वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैसों के द्रव्यमान का 80% (मात्रा के हिसाब से लगभग 90%) बनाता है और 36 से खाते में ले रहा है। 66% सबसे महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैस है जो पृथ्वी पर हमारे अस्तित्व को सुनिश्चित करती है।

तालिका 3: सबसे महत्वपूर्ण ग्रीनहाउस गैसों का वायुमंडलीय हिस्सा और तापमान वृद्धि का पूर्ण और सापेक्ष हिस्सा (ज़िटेल)

जल वाष्प में रुचि, ऊर्जा के एक किफायती स्रोत के रूप में, पूर्वजों के पहले वैज्ञानिक ज्ञान के साथ प्रकट हुई। लोग तीन सहस्राब्दियों से इस ऊर्जा को वश में करने की कोशिश कर रहे हैं। इस पथ के मुख्य चरण क्या हैं? किसके चिंतन और परियोजनाओं ने मानव जाति को इसका अधिकतम लाभ उठाना सिखाया है?

भाप इंजनों के उद्भव के लिए आवश्यक शर्तें

श्रम-गहन प्रक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने वाले तंत्रों की आवश्यकता हमेशा मौजूद रही है। 18वीं शताब्दी के मध्य तक, इस उद्देश्य के लिए पवन चक्कियों और पानी के पहियों का उपयोग किया जाता था। पवन ऊर्जा के उपयोग की संभावना सीधे मौसम की अनिश्चितता पर निर्भर करती है। और पानी के पहियों का उपयोग करने के लिए नदियों के किनारे कारखानों का निर्माण करना पड़ता था, जो हमेशा सुविधाजनक और समीचीन नहीं होता है। और दोनों की प्रभावशीलता बेहद कम थी। अनिवार्य रूप से आवश्यक नया इंजन, आसानी से प्रबंधित और इन कमियों से रहित।

भाप इंजन के आविष्कार और सुधार का इतिहास

भाप के इंजन का निर्माण कई वैज्ञानिकों की आशाओं के बहुत सोच-विचार, सफलता और असफलता का परिणाम है।

रास्ते की शुरुआत

पहली, एकल परियोजनाएँ केवल दिलचस्प जिज्ञासाएँ थीं। उदाहरण के लिए, आर्किमिडीजएक भाप बंदूक बनाया अलेक्जेंड्रिया का बगुलाप्राचीन मंदिरों के दरवाजे खोलने के लिए भाप की ऊर्जा का इस्तेमाल किया। और शोधकर्ताओं ने काम में अन्य तंत्रों को क्रियान्वित करने के लिए भाप ऊर्जा के व्यावहारिक अनुप्रयोग पर नोट्स ढूंढे लियोनार्डो दा विंसी।

इस विषय पर सबसे महत्वपूर्ण परियोजनाओं पर विचार करें।

16वीं शताब्दी में, अरब इंजीनियर टैगी अल दीन ने एक आदिम भाप टरबाइन के लिए एक डिजाइन विकसित किया। हालांकि, टरबाइन व्हील ब्लेड को आपूर्ति किए गए स्टीम जेट के मजबूत फैलाव के कारण इसे व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं मिला।

मध्ययुगीन फ्रांस के लिए तेजी से आगे। भौतिक विज्ञानी और प्रतिभाशाली आविष्कारक डेनिस पापिन, कई असफल परियोजनाओं के बाद, निम्नलिखित डिजाइन पर रुकते हैं: एक ऊर्ध्वाधर सिलेंडर पानी से भरा था, जिसके ऊपर एक पिस्टन स्थापित किया गया था।

सिलेंडर गरम किया गया, पानी उबाला गया और वाष्पित हो गया। विस्तारित भाप ने पिस्टन को उठा लिया। यह वृद्धि के शीर्ष बिंदु पर तय किया गया था और सिलेंडर के ठंडा होने और भाप के संघनित होने की उम्मीद थी। भाप के संघनित होने के बाद, सिलेंडर में एक वैक्यूम बन गया। बन्धन से मुक्त पिस्टन, वायुमंडलीय दबाव की क्रिया के तहत निर्वात में चला गया। यह पिस्टन का यह गिरना था जिसे काम करने वाले स्ट्रोक के रूप में इस्तेमाल किया जाना था।

तो, पिस्टन का उपयोगी स्ट्रोक भाप के संघनन और बाहरी (वायुमंडलीय) दबाव के कारण वैक्यूम के गठन के कारण हुआ।

क्योंकि पापिन स्टीम इंजनबाद की अधिकांश परियोजनाओं की तरह, उन्हें भाप-वायुमंडलीय मशीन कहा जाता था।

इस डिजाइन में एक बहुत ही महत्वपूर्ण कमी थी - चक्र की दोहराव प्रदान नहीं किया गया था।डेनिस एक सिलेंडर में नहीं, बल्कि स्टीम बॉयलर में अलग से भाप लेने का विचार लेकर आता है।

डेनिस पापिन ने एक बहुत ही महत्वपूर्ण विवरण - स्टीम बॉयलर के आविष्कारक के रूप में भाप इंजन के निर्माण के इतिहास में प्रवेश किया।

और जब से उन्होंने सिलेंडर के बाहर भाप प्राप्त करना शुरू किया, इंजन स्वयं बाहरी दहन इंजन की श्रेणी में चला गया। लेकिन एक वितरण तंत्र की कमी के कारण जो निर्बाध संचालन सुनिश्चित करता है, इन परियोजनाओं को व्यावहारिक रूप से व्यावहारिक रूप से लागू नहीं किया गया है।

भाप इंजन के विकास में एक नया चरण

लगभग 50 वर्षों से इसका उपयोग कोयला खदानों में पानी पंप करने के लिए किया जाता रहा है। थॉमस न्यूकॉमन का स्टीम पंप।उन्होंने बड़े पैमाने पर पिछले डिजाइनों को दोहराया, लेकिन इसमें बहुत महत्वपूर्ण नवीनताएं शामिल थीं - संघनित भाप की निकासी के लिए एक पाइप और अतिरिक्त भाप की रिहाई के लिए एक सुरक्षा वाल्व।

इसका महत्वपूर्ण दोष यह था कि भाप को इंजेक्ट करने से पहले सिलेंडर को गर्म करना पड़ता था, फिर संघनित होने से पहले ठंडा किया जाता था। लेकिन ऐसे इंजनों की आवश्यकता इतनी अधिक थी कि उनकी स्पष्ट अक्षमता के बावजूद, इन मशीनों की अंतिम प्रतियां 1930 तक चलती थीं।

1765 में अंग्रेजी मैकेनिक जेम्स वाट,न्यूकॉमन की मशीन के सुधार में लगे हुए हैं, कंडेनसर को भाप सिलेंडर से अलग कर दिया।

सिलेंडर को लगातार गर्म रखना संभव हो गया। मशीन दक्षतातुरंत बड़ा हो गया। बाद के वर्षों में, वाट ने अपने मॉडल में काफी सुधार किया, इसे एक तरफ से दूसरी तरफ भाप की आपूर्ति के लिए एक उपकरण से लैस किया।

इस मशीन का उपयोग न केवल एक पंप के रूप में, बल्कि विभिन्न मशीन टूल्स को चलाने के लिए भी करना संभव हो गया। वाट को अपने आविष्कार के लिए एक पेटेंट प्राप्त हुआ - एक निरंतर भाप इंजन। इन मशीनों का बड़े पैमाने पर उत्पादन शुरू होता है।

19वीं सदी की शुरुआत तक, इंग्लैंड में 320 वाट से अधिक के भाप इंजन काम कर रहे थे। अन्य यूरोपीय देशों ने भी उन्हें खरीदना शुरू कर दिया। इसने इंग्लैंड में और पड़ोसी राज्यों दोनों में, कई उद्योगों में औद्योगिक उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि में योगदान दिया।

रूस में वाट से बीस साल पहले, अल्ताई मैकेनिक इवान इवानोविच पोलज़ुनोव ने भाप इंजन परियोजना पर काम किया था।

कारखाने के अधिकारियों ने सुझाव दिया कि वह एक ऐसी इकाई का निर्माण करें जो पिघलने वाली भट्टी के धौंकनी को चलाए।

उन्होंने जो मशीन बनाई वह दो सिलेंडर वाली थी और इससे जुड़े उपकरण के निरंतर संचालन को सुनिश्चित करता था।

डेढ़ महीने से अधिक समय तक सफलतापूर्वक काम करने के बाद, बॉयलर लीक होने लगा। पोलज़ुनोव स्वयं इस समय तक जीवित नहीं थे। कार की मरम्मत नहीं की गई। और एक रूसी आविष्कारक की अद्भुत रचना को भुला दिया गया।

उस समय रूस के पिछड़ेपन के कारण दुनिया ने I. I. Polzunov के आविष्कार के बारे में बहुत देरी से सीखा ....

तो, एक भाप इंजन को चलाने के लिए, यह आवश्यक है कि भाप बॉयलर द्वारा उत्पन्न भाप, विस्तार, पिस्टन पर या टरबाइन ब्लेड पर दबाती है। और फिर उनके आंदोलन को अन्य यांत्रिक भागों में स्थानांतरित कर दिया गया।

परिवहन में भाप इंजन का उपयोग

इस तथ्य के बावजूद कि उस समय के भाप इंजनों की दक्षता 5% से अधिक नहीं थी, 18 वीं शताब्दी के अंत तक वे कृषि और परिवहन में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने लगे:

• फ्रांस में एक भाप इंजन वाली कार है;
• संयुक्त राज्य अमेरिका में, फिलाडेल्फिया और बर्लिंगटन शहरों के बीच एक स्टीमबोट चलने लगती है;
• इंग्लैंड में, भाप से चलने वाले रेलवे लोकोमोटिव का प्रदर्शन किया गया;
• सेराटोव प्रांत के एक रूसी किसान ने अपने द्वारा निर्मित 20 hp की क्षमता वाले एक कैटरपिलर ट्रैक्टर का पेटेंट कराया। साथ।;
• भाप इंजन के साथ एक विमान बनाने के लिए बार-बार प्रयास किए गए, लेकिन, दुर्भाग्य से, विमान के बड़े वजन के साथ इन इकाइयों की कम शक्ति ने इन प्रयासों को असफल बना दिया।

19 वीं शताब्दी के अंत तक, भाप इंजनों ने, समाज की तकनीकी प्रगति में अपनी भूमिका निभाते हुए, इलेक्ट्रिक मोटर्स को रास्ता दिया।

XXI सदी में भाप उपकरण

20वीं और 21वीं शताब्दी में नए ऊर्जा स्रोतों के आगमन के साथ, भाप ऊर्जा का उपयोग करने की आवश्यकता फिर से प्रकट होती है। स्टीम टर्बाइन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का एक अभिन्न अंग बन रहे हैं।उन्हें शक्ति प्रदान करने वाली भाप परमाणु ईंधन से प्राप्त होती है।

इन टर्बाइनों का व्यापक रूप से ताप विद्युत संयंत्रों को संघनित करने में भी उपयोग किया जाता है।

कई देशों में सौर ऊर्जा के कारण भाप प्राप्त करने के लिए प्रयोग किए जा रहे हैं।

पारस्परिक भाप इंजन को भी नहीं भुलाया जाता है। पहाड़ी क्षेत्रों में लोकोमोटिव के रूप में भाप इंजनों का अभी भी उपयोग किया जाता है।

ये विश्वसनीय कर्मचारी सुरक्षित और सस्ते दोनों हैं। उन्हें बिजली लाइनों की जरूरत नहीं है, और ईंधन - लकड़ी और कोयले के सस्ते ग्रेड - हमेशा हाथ में होते हैं।

आधुनिक प्रौद्योगिकियां वातावरण में उत्सर्जन के 95% तक कब्जा करने और 21% तक दक्षता बढ़ाने की अनुमति देती हैं, ताकि लोगों ने अभी तक उनके साथ भाग नहीं लेने का फैसला किया है और भाप इंजनों की एक नई पीढ़ी पर काम कर रहे हैं।

अगर यह संदेश आपके लिए उपयोगी था, तो मुझे आपको देखकर खुशी होगी