的后世历史,1764年,英国人瓦特在修理一台纽科门式蒸汽机的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。
瓦特受J.布莱克的潜热学说启示,找到了纽科门蒸汽机耗煤量大、效率低的原因,即汽缸在使气体膨胀和用水冷凝时一热一冷,损耗大量热量。
瓦特于1765年发明了把冷凝过程从汽缸中分离出来的分离式冷凝器。冷凝器的发明在蒸汽机的发展中起了关键性的作用。
1768年他制成了一台单动作蒸汽机(活塞单方向推动做功),这台蒸汽机还采用了汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞等各种新措施,大大降低了蒸汽消耗量,耗煤量只有纽科门机的1/4,动作也更迅速。
1781年,他发明了行星式齿轮,将蒸汽机活塞的往运动变为旋转运动,并利用飞轮解决了蒸汽机运转的稳定性问题。
1784年他发明了平行运动连杆机构,解决了双动作蒸汽机的结构问题。
1788年他发明了离心式调速器和节气阀,用来自动控制蒸汽机的运转速度。1790年发明了蒸汽机配套用压力计。
到此为止,瓦特完成了对蒸汽机的整套发明过程。经过他的一系列重大的发明和改进,使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多,而且配套齐全、性能优良、切合实用。
后来,瓦特又不断改进他的机器,使它成为能够带动各种工作机的蒸汽动力机。这就是万能蒸汽机。万能蒸汽机的效率远远超过了畜力和水力,而且不受地区和季节的限制。
当然了,以现代的科技造出的曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部件还比较粗糙,还需要进一步的打磨才行。制造这些部件倒没有太大的困难,然而最困难的是汽缸和活塞。
瓦特为什么花了20多年才让蒸气机走向成功,其中关键一环是什么呢?是材料,是加工的工艺。
虽然人类在瓦特发明蒸汽机之前已经由铜器时代进入了铁器的时代,但对于铁的加工仍是相当原始、相当简陋的手工生产方式,而且有相当多的工具和简单的机械还停留在木制阶段。
拿18世纪初出现的纽科门蒸汽机来说,仍旧是工匠出身的手艺人用手工攒合起来的工匠工艺水平的产物,比中古时代的制作水平高不了多少。
他的那种蒸汽机,28英寸口径的汽缸和活塞之间压根儿没有能紧密吻合,而存在着英寸左右的间隙。
为了弥补纽科门蒸汽机的这种缺陷,人们在活塞的顶部浇一层水来封闭缝隙。这样做的结果,蒸汽机虽说可以工作,但却降低了机器的效率,因为水使汽缸的温度降低,势必要浪费其中的
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