Паровая машина Ньюкомена

Схема пароатмосферной машины Ньюкомена:
1 – котел; 2 – цилиндр; 3 – поршень; 4 – кран; 5 – резервуар; 6 – кран; 7 – труба; 8 – балансир; 9 – предохранительный клапан; 10 – груз; 11 – водоотливной насос.


Наиболее широко в первой половине 18 века применялась  паровая машина Ньюкомена, созданная в 1711 г.    Паровой цилиндр помещался у Ньюкомена над паровым котлом. Поршневой шток (стержень, соединенный с поршнем) был соединен гибкой связью с концом балансира. С другим концом балансира был соединен шток насоса. Поршень подымался в верхнее положение под действием противовеса, прикрепленного к противоположному концу балансира. Кроме того движению поршня вверх помогал пар, запускаемый в это время в цилиндр. Когда поршень находился в крайнем верхнем положении, закрывали  кран, впускавший пар из котла в цилиндр, и вбрызгивали в цилиндр воду. Под действием этой воды пар в цилиндре быстро охлаждался, конденсировался, и давление в цилиндре падало. Вследствие создавшейся разницы давлений внутри цилиндра и вне его, силой атмосферного давления поршень двигался вниз, совершая при этом полезную работу - приводил в движение балансир, который двигал шток насоса. Таким образом, полезная работа выполнялась только при движении поршня вниз. Затем снова запускали пар в цилиндр. Поршень опять подымался вверх, и весь цилиндр наполнялся паром. Когда снова вбрызгивали воду, пар снова конденсировался, после чего поршень совершал новое полезное движение вниз и так далее. Фактически в машине Ньюкомена работу совершало атмосферное давление, а пар служил только для создания разряженного пространства.

   В свете дальнейшего развития парового двигателя становится ясным основной недостаток машины Ньюкомена - рабочий цилиндр в ней являлся в то же время и  конденсатором. Из-за этого приходилось поочередно то охлаждать, то нагревать цилиндр. В следствии  чего расход топлива оказывался очень велик. Бывали случаи, когда при машине находилось 50 лошадей, едва успевавших подвозить необходимое топливо. К.п.д. этой машины едва ли превышал 1%. Другими словами, 99% всей теплотворной энергии терялось бесплодно.  Тем не менее,  машина Ньюкомена получила в Англии распространение, особенно на шахтах, где уголь был дешевый. Последующие изобретатели внесли несколько усовершенствований в насос Ньюкомена. В частности, в 1718 г. Бейтон  придумал самодействующий распределительный механизм, который автоматически включал или отключал пар и впускал воду. Он же дополнил паровой котел предохранительным клапаном.

Великие изобретения  http://proza.ru/2011/03/26/354