纽可门机 纽可门机介绍.pdf

纽可门机 - 纽可门机介绍 纽可门机最早是由英国人纽可门于1705年发明的，主要用于矿井抽水，当时的效率很低，1765年，瓦特在 修理纽可门的基础上，对蒸汽机作出了重大的改进，成为了人们所熟知的蒸汽机。 纽可门机简图 1705 年，英国的纽可门设计制成了一种实用的蒸汽机。 纽可门生于英国达特马斯的一个工匠家庭， 年青时在一家工厂当铁工。从 1680 年，工匠考利合伙做采矿工具的生意，由于经常出人矿山，非 常 熟悉矿井的排水难题，同时发现塞维里蒸汽泵在技术上还很不完善，便决 心对蒸汽机进行革新。 为了研制更好的蒸汽机，纽可门曾向塞维里本人请教，并专程前往伦敦， 拜访著名物理 学家胡克，获得厂一些必要的科学实验和科学理论知识。 纽可门认为，塞维里蒸汽泵有两大缺点，一是热效率低，原因是由于蒸汽冷凝是通过向汽 缸内注人冷水实现的，从而消耗了大量的热；二是不能称 为动力机，基本上还是一个水泵，原因在于汽 缸里没有活塞，无法将火力转 变为机械力，从而不可能成为带动其他工作机的动力机。对此，纽可门进 行了改进。针对热效率问题，纽可门没有把水直接在汽缸中加热汽化，而是把汽缸 和锅炉分开，使蒸汽 在锅炉中生成后，由管道送人汽缸。这样，一方面由于 锅炉的容积大于汽缸容积，可以输送更多的蒸汽， 提高功率；另一方面由于 锅炉和汽缸分开，发动机部分的制造就比较容易。针对火力的转换，纽可门吸 收了巴本蒸汽泵的优点，引人了活塞装置，使蒸汽压力、大气压力和真空在相互作用下推动活塞作往复式 的机械运动。 这种机械运动传递出去，蒸汽泵就能成为蒸汽机。纽可门通过不断地探索，综合了前人的 技术成就，吸收了塞维里蒸汽泵快速冷凝的优点，吸收了巴本蒸汽泵中活塞装置的长处，设计制成了气压 式 蒸汽机。 纽可门蒸汽机，实现了用蒸汽推动活塞做一上一下的直线运动，每分钟往返 16 次，每 往返一次可将 45.5 升水提高到 46.6 米。该机即被用于矿井的排水。 纽可门的蒸汽机工作原理是怎么样的? 在 I7 世纪末 18 世纪初，随着矿产品需求量的增大，矿井越挖越深，许 多矿井都遇到了严重的积水问题。 为了解决矿井的排水问题，当时一般靠马 力转动辘轳来排除积水，但一个煤矿需要养几百匹马，这就使排 水费用很高而使煤矿开采失去意义。 发明家们对排水问题思考着解决的办法。英国的塞维里最早发明了蒸汽 泵排水。 塞维里是一位对力学和数学很感兴趣的军事机械工程师，又当过船长， 具有丰富的机械技术知识。1698 年，他发明了把动力装置和排水装置结合在 一起的蒸汽泵。塞维里称之 为“蒸汽机”。 塞维里蒸汽泵的工作原理，是利用密闭容器内蒸汽凝结形成的真空，用 大气压力把低水位的水，通过 吸人管压人容器，然后再用蒸汽将容器中的水压向高处排出。 这是一种没有活塞的蒸汽机，虽然燃料消耗很大，也不太经济，但它是 人类历史上第一台实际应用的 蒸汽机。这样，蒸汽动力技术基本完成了从实验科学到应用技术的转变。 1705 年，英国的纽可门设计制成了一种更为实用的蒸汽机。 纽可门生于英国达特马斯的一个工匠家庭， 年青时在一家工厂当铁工。 从 1680 年起，他和工匠考利合伙做采矿工具的生意，由于经常出人矿山，非 常熟悉矿井的排水难题，同 时发现塞维里蒸汽泵在技术上还很不完善，便决心对蒸汽机进行革新。 为了研制更好的蒸汽机，纽可门曾向塞维里本人请教，并专程前往伦敦， 拜访著名物理学家胡克，获 得厂一些必要的科学实验和科学理论知识。 纽可门认为，塞维里蒸汽泵有两大缺点，一是热效率低，原因是由于蒸 汽冷凝是通过向汽缸内注人冷水实现的，从而消耗了大量的热；二是不能称 为动力机，基本上还是一个水 泵，原因在于汽缸里没有活塞，无法将火力转 变为机械力，从而不可能成为带动其他工作机的动力机。 对此，纽可门进行了改进。 针对热效率问题，纽可门没有把水直接在汽缸中加热汽化，而是把汽缸 和锅炉分开，使蒸汽在锅炉中 生成后，由管道送人汽缸。这样，一方面由于 锅炉的容积大于汽缸容积，可以输送更多的蒸汽，提高功率； 另一方面由于锅炉和汽缸分开，发动机部分的制造就比较容易。 针对火力的转换，纽可门吸收了巴本蒸汽泵的优点，引人了活塞装置， 使蒸汽压力、大气压力和真空在相互作用下推动活塞作往复式的机械运动。这种机械运动传递出去，蒸汽 泵就能成为蒸汽机。 纽可门通过不断地探索，综合了前人的技术