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蒸汽机船实验(轮船是怎么发明的?)
来源:www.ascsdubai.com    时间:2023-03-06 04:37    点击:206   编辑:admin

一、轮船是怎么发明的?

世界上第一台蒸汽机是一个名叫纽克曼的苏格兰铁匠发明制造的。1615年,法国人戴高斯试验了船用蒸汽机。1775年,瓦特改进蒸汽机之后,第一批蒸汽机船就投入了实际使用。1788年,美国的蒸汽机设计者约翰菲奇又造出了世界上第一艘用蒸汽机带动船桨的蒸汽船,能载33名旅客,在逆风中每小时行3.5千米的路程。1790年,约翰菲奇又造出了一艘更大的、每小时能行12千米的蒸汽船,并开始用于定期航行。1796年,约翰菲奇开始试验世界上最早的螺旋桨推进器轮船。但最有名的早期机动船,是富尔敦的蒸汽机船。

1807年,美国科学家罗伯特富尔顿在约翰菲奇的基础上又在“克莱蒙特”号帆船上用蒸汽机驱动两弦的明轮,在哈德孙河上首次航行成功。从此,轮船才正式取代了人力船,成为船舶大家族的主力。不过,早期的蒸汽轮船仍然装有全套帆具,蒸汽机只作为辅助动力。直到1839年,第一艘装有螺旋桨推进器的“阿基米得”号轮船建成,船长38米,主动机功率为80马力,这就进一步促进了蒸汽机轮船的完善,大大提高了轮船的航运能力。

二、课文试航原文?

试航

从前的船,都是靠人力或风力航行的。蒸汽机发明以后,很多人想用蒸汽做动力,制造一种新船。富尔顿也在反复试验。

富尔顿是美国一个贫苦农民的儿子。他从小喜欢绘画和工艺。二十几岁的时候,开始设计制造轮船。他想,有了轮船,可以高速度航行,把大洋变为海峡,使美国和欧洲成为近邻。

经过九年的试验,他和工人们终于造出了第一艘轮船——“克莱蒙特号”,准备下水试航。由于过去试验屡遭失败,人们不相信这次试航会成功,还把这艘船叫做“富尔顿的蠢物”。

1807年8月17日,天气晴朗,万里无云。“克莱蒙特号”要在纽约市的哈得孙河上试航。岸上站了许多好奇的观众。有些人说,“富尔顿的蠢物”要出丑了。这艘奇怪的船,中间是机器房,安放着一个大蒸汽锅炉。大烟囱正冒着黑烟。船的两头是客舱,坐了些客人。富尔顿亲自操纵机器。机器响了,声音震耳欲聋。机器带动了许多船桨,划着水,轮船前进了。

刚开出去不久,“克莱蒙特号”不动了。人们骚动起来,有人嚷着:“富尔顿,你那个蠢物真蠢啊!”富尔顿不理睬这种嘲笑。他和工人们立即检查机器,排除了故障。在人们的嘲笑声中,“克莱蒙特号”的机器又响了。岸上的观众说:“天哪,那玩意儿又开动了!”在机器的轰鸣声中,只见桨轮在转动,桨片出入水间,浪花阵阵翻滚。“克莱蒙特号”以每小时四英里的航速,圆满地结束了这次试航。

以后,哈得孙河上就有了这么一个水上怪物。它白天冒烟,晚上喷火,发出巨大的响声,在河上飞驶,把一艘艘帆船远远地抛在后面。“富尔顿的蠢物”变成了“富尔顿的胜利”,人们都争着去坐一坐用蒸汽当动力的新船

三、富尔顿发明蒸汽轮船是通过什么发明的?

  是富尔顿发明的轮船   :蒸汽机船是富尔顿发明的1786年,富尔顿从美国来到了英国伦敦,他结识了蒸汽机的发明者瓦特,激发了发明蒸汽机船的热情。1803年,他造出了一艘蒸汽机轮船,在巴黎塞纳河上试航时,轰动一时。但是,由于这条船的船体太薄弱,船身竟然折断了。他的失败引来了许多人的冷嘲热讽,甚至有人对他进行人身攻击,当时的法国政府也不以为是。可是富尔顿并没有灰心,他认定蒸汽机轮船会有广阔的前景,他从法国回到美国,继续研制轮船。   1807年8月,富尔顿设计的“克勒蒙”号轮船在纽约市的哈德逊河下水了。这条船长约45米,宽9米多,排水量100吨。该船的发动机是英国伯明翰的布尔顿和瓦特制造的。富尔顿为这条船的两舷设计了两个明轮,蒸汽机带动明轮旋转,明轮上的叶片在水中划动,推动着船只前进。克勒蒙号的航速达每小时6公里,比帆船快三分之一。它曾往返于纽约和奥尔巴尼之间,作为哈德逊河上的定期班轮。因为富尔顿造出这条船投入了使用,所以,人们就把轮船发明者的桂冠,戴到了富尔顿的头上。

四、富尔顿发明汽船的意义?

轮船是利用机器动力航行的船,而最初的轮船是由蒸汽机来作为动力,蒸汽机轮船的出现在人类船舶制造业的发展史上揭开了崭新的一页。那么是谁发明了蒸汽机轮船,“缩短”了大洋两岸的空间距离,使整个世界紧密联系在一起的呢?他就是美国工程师、发明家——富尔顿。或许你不知道,富尔顿最早的时候可是个画家呢。

富尔顿出生于美国一个贫苦的农民家庭,曾在一家珠宝商店里当学徒,后来醉心于绘画,1782年在费城画过肖像画、风景画,还给著名的富兰克林画过肖像,在绘画艺术上很有一些成就。

   在他22岁那年,富尔顿从美国前往英国伦敦学习绘画。正赶上瓦特五十岁大寿,瓦特请他去画一张肖像,这样,他就结识了蒸汽机发明家瓦特和其它几位机械发明家,他了解了蒸汽机的原理和作用,并且开始对机械技术产生了浓厚的兴趣。正因为有这样的机遇,再加上自己的努力,最终,富尔顿以工程师、发明家的称号闻名于世。

   从17世纪起,许多人开始试验船用蒸汽机,也造出了蒸汽机船。富尔顿在结识了瓦特,热爱上机械技术之后,也激发了他发明蒸汽机船的热情。1803年,富尔顿造出了一艘长约21米、宽约2.4米的实验船。在巴黎塞纳河上试航时,轰动一时。

   但是,由于这条船的船体太薄弱,又遇到狂风袭击,船身竟然折断成两半沉入河底。他的失败引来了许多人的冷嘲热讽,之前支持他的人也打起来退堂鼓。但是,这并没有浇灭将富尔顿对轮船制造的热情,富尔顿带着自己的发明回到了美国。

幸运的是,富尔顿回到美国后,一位富有的农场主列文斯顿听说了富尔顿的发明构想,很是感兴趣并主动资助他的实验。于是又经过数年的努力,到了1807年,富尔顿终于在美国纽约建成了另一艘轮船“克莱蒙特号”。

   这艘轮船长约45米,宽9米多,排水量100吨,船上没有帆和桅杆,而是矗立着一个看上去粗重的大烟囱。该船的发动机是英国伯明翰的布尔顿和瓦特制造的。富尔顿在这条船的两侧各设计了一个水车式的轮子,蒸汽机带动轮子旋转,轮子上的叶片在水中划动,推动着船只前进。

   1807年8月17日,富尔顿亲自驾驶“克莱蒙特号”在哈德逊河试航。但是开船不久,轮船就出现了故障,停滞不前。这时,富尔顿马上进行修理,很快就排除了故障,轮船以每小时4英里的速度破浪前进。“克勒蒙特号”的试验成功揭开了蒸汽船商业航行的序幕。

   这次试验堪称内河航运史上划时代的事件,是世界上第一次轮船航行。从此,富尔顿被誉为轮船的发明者——轮船之父。

五、蒸汽船是如何诞生的?

在,人们通常认为蒸汽船是美国工程师富尔顿发明的。富尔顿曾经请求法

国皇帝拿破仑支持他研制轮船,并且说明法国可以用以蒸汽机做动力的舰艇建立 一支舰队,打败海上强国英国,但是拿破仑没有支持他。

后来,他认识了当时美国 驻法公使利文斯顿,对方也正想发明轮船。最后,利文斯顿给了富尔顿在轮船研制

上的一笔可靠的资金让他在这方面潜心研究。 经过重重困难,1807年,富尔顿制 造的“克莱蒙特”号随着富尔顿一声令下,并在他的亲自驾驶下缓缓

六、蒸汽机的工作原理以及它的能量转化?

蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。

16世纪末到17世纪后期,英国的采矿业,特别是煤矿,已发展到相当的规模,单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求,而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人,如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。

萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机,在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽,然后关闭进汽阀,在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀,矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中;关闭进水阀,重开进汽阀,靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时,关闭进汽阀和排水阀,重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环,用两个蛋形容器交替工作,可连续排水。

萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水,汲水深度不能超过六米。为了从几十米深的矿井汲水,须将提水机装在矿井深处,用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上,这在当时无疑是困难而又危险的。

纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机,用以驱动独立的提水泵,被称为纽科门大气式蒸汽机。这种蒸汽机先在英国,后来在欧洲大陆得到迅速推广,它的改型产品直到19世纪初还在制造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低,这主要是由于蒸汽进入汽缸时,在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量,只在煤价低廉的产煤区才得到推广。

1764年,英国的仪器修理工瓦特为格拉斯哥大学修理纽科门蒸汽机模型时,注意到了这一缺点,并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机,并于1769年取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵,为了从凝汽器中抽除凝结水和空气,瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层,用蒸汽加热汽缸壁,以减少冷凝损失。

1782年前后,瓦特将机器进一步改进,完成了两项重要发明:在活寒工作行程的中途,关闭进汽阀,使蒸汽膨胀作功以提高热效率;使蒸汽在活塞两面都作功(双作用式),以提高输出功率。这时的活塞既要向下拉动杠杆又要向上推动杠杆,扇形平衡杠杆和拉链已不再适用,瓦特使发明了平行四边形机构。瓦特还于18世纪末将曲柄连杆机构用在蒸汽机上。

瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展,他使原来只能提水的机械,成为了可以普遍应用的蒸汽机,并使蒸汽机的热效率成倍提高,煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机最主要的发明人。

自18世纪晚期起,蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用,在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍,为市场提供了大量消费商品,加速了资金的积累,并对运输业提出了迫切要求。

在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进,至1807年,美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。此后,蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。

1801年,英国的特里维西克提出了可移动的蒸汽机的概念,1803年,这种利用轨道的可移动蒸汽机首先在煤矿区出现,这就是机车的雏型。英国的斯蒂芬森将机车不断改进,于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车,该机车拖带一节载有30位乘客的车厢,时速达46公里/时,引起了各国的重视,开创了铁路时代。

19世纪末,随着电力应用的兴起,蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。1900年,美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。

蒸汽机的发展在20世纪初达到了顶峰。它具有恒扭矩、可变速、可逆转、运行可靠、制造和维修方便等优点,因此曾被广泛用于电站、工厂、机车和船舶等各个领域中,特别在军舰上成了当时唯一的原动机。

蒸汽机按蒸汽在活塞一侧或两侧工作,可分为单作用和双作用式;按汽缸布置方式,可分为立和卧式;按蒸汽是在一个汽缸中膨胀或依次连续在多个汽缸中膨胀,可分为单胀式和多胀式;按蒸汽在汽缸中的流向,可分为回流式和单流式;按排汽方式和排汽压力可分为凝汽式、大气式和背压式。

简单蒸汽机主要由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成,汽缸和底座是静止部分。从锅炉来的新蒸汽,经主汽阀和节流阀进入滑阀室,受滑阀控制交替地进入汽缸的左侧或右侧,推动活塞运动。

蒸汽机的发展首先体现在功率和效率的提高,而这又主要取决于蒸汽参数的提高。初期蒸汽机的蒸汽压力仅为0.11~0.13兆帕,19世纪初才达到0.35~0.7兆帕,20世纪20年代曾用到6~10兆帕。在蒸汽温度上,19世纪末还不超过250℃,而到20世纪30年代曾用到450~480℃。

至于效率,瓦特初期连续运转的蒸汽机,按燃料热值计总效率不超过3%;到1840年,最好的凝汽式蒸汽机总效率可达8%;到20世纪,蒸汽机最高效率可达到20%以上。

在转速方面,18世纪末瓦特蒸汽机仅40~50转/分;20世纪初转速达到100~300转/分,个别蒸汽机曾达到2500转/分。在功率方面,最初单机功率仅几马力,20世纪初的一台船用蒸汽机的功率可达25000马力。

随着蒸汽参数和功率的提高,蒸汽已不可能在一个汽缸中继续膨胀,还必须在相连接的汽缸中继续膨胀,于是出现了多级膨胀的蒸汽机。蒸汽机因受到润滑油闪点的限制,所用蒸汽的最高温度一般都不超过400℃,机车,船用等移动式蒸汽机还略低一些,多数不高于350℃。考虑到膨胀的可能性和结构的经济性,常用压力在2.5兆帕以下。蒸汽参数受到限制,从而也限制了蒸汽机功率的进一步提高。

蒸汽机的出现和改进促进了社会经济的发展,但同时经济的发展反过来又向蒸汽机提出了更高的要求,如要求蒸汽机功率大、效率高、重量轻、尺寸小等。尽管人们对蒸汽机作过许多改进,不断扩大它的使用范围和改善它的性能,但是随着汽轮机和内燃机的发展,蒸汽机因存在不可克服的弱点而逐渐衰落。

蒸汽机的弱点是:离不开锅炉,整个装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机器,惯性力限制了转速的提高;工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。

因此,抛弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其重量轻,体积小、热效率高和操作灵活等优点,在船舶和机车上逐渐取代了蒸汽机。汽轮机则以其热效率高、单机功率大、转速高、单位功率重量轻和运行平稳等优点,将蒸汽机排挤出了电站。

接着电动机又以其使用方便,代替了蒸汽机在工业设备中的应用。然而小功率蒸汽机热效率比汽轮机高,所以在产煤区或只有劣质燃料的地区或某些特殊场合,蒸汽机仍有发挥作用的余地。

蒸汽机有很大的历史作用,它曾推动了机械工业甚至社会的发展。随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础;汽轮机继承了蒸汽机以蒸汽为工质的特点,和采用凝汽器以降低排汽压力的优点,摒弃了往复运动和间断进汽的缺点;内燃机继承了蒸汽机的基本结构和传动形式,采用了将燃油直接输入汽缸内燃烧的方式,形成了热效率高得多的热力循环;同时,蒸汽机所采用的汽缸、活塞、飞轮、飞锤调速器,阀门和密封件等,均是构成多种现代机械的基本元件。

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