瓦特对纽可门蒸汽机的第一次改进

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1、瓦特对纽可门蒸汽机的第一次改进【摘要】瓦特对纽可门蒸汽机进行改造，在结构方面，在单一的汽缸外增加一个分离式冷凝器用于对蒸汽进行降温。这使得蒸汽的保温和降温分开在两个汽缸中进行。在热效率方面，利用潜热原理，充分利用了水蒸气的潜热，并且让其膨胀力做功。这两者减少了蒸汽耗费，同时提高了蒸汽利用率。【关键词】蒸汽机，蒸汽，分离式冷凝器，潜热理论（焓变理论）【前言】17世纪末，欧洲工业快速发展人力和畜力已远远不能满足人们对生产动力的需求。帕潘，萨弗里等科学家陆续发明了蒸汽机，蒸汽动力成为了工业生产的新宠。而后纽

2、可门蒸汽机正是用于工厂生产之中，节省了大量人力。然而纽可门蒸汽机却存在耗能过多，效率太低的缺点，因而无法在工业生产中推广。瓦特对纽可门蒸汽机进行改进使得其效率提高了三倍。也使得瓦特蒸汽机在工业生产中广泛被使用，最终掀起了第一次工业革命的高潮。一、方法原理he"governingforthepeople","Nomattertheinterestsofthemasses"conceptunderstandingisnotinplace.Thespecificworktreatswiththedeploy

3、ment,afewleadingcadrescomplainthatworkistoocomplicated,toomuchresponsibility,thepressureistoolarge,toomuchemphasisonthedifficultyofthework.Forexample,noncoalmine1.1纽科门蒸汽机的结构及其工作原理：锅炉B与汽缸C相通连，汽缸上面有一个活塞P在动作，活塞P是杠杆D的一端，当汽缸里的蒸汽膨胀时，推动活塞P上升，使杠杆D的另一端R下降，R下面连接有

4、重量的平衡锤N，N挤压着水泵上的活塞P'下降；当汽缸里的蒸汽冷凝成为真空时，大气压力就会推动活塞P下降，它就带动着杠杆D的R将平衡锤N提起，使地下水被大气压力挤压着，冲开活塞P'涌入水泵。这样，只要连接着锅炉的汽缸不断充汽、冷凝，它的活塞P就会不断地上下往复，成为有节律的运动，抽水机也就连续不断地工作了。1.1.1纽可门蒸汽机工作原理的分析：打开进气阀时，锅炉产生蒸汽进入汽缸，高温蒸汽的膨胀力对活塞做功使其向上运动，通过一个杠杆连接使另一端的活塞向下运动；关闭进气阀并对气缸降温，蒸汽冷凝，气缸内形成真

5、空，大气压力把对活塞做功使其向下运动，由于杠杆链接使另一端的活塞向上运动，这是一个冲程。1.1.2纽可门蒸汽机动力分析：主要动力来源：大气；次要动力来源：蒸汽膨胀力1.1.3纽可门蒸汽机工作效率分析：每一个冲程都将刚产生的蒸汽冷凝，并未充分利用高温蒸汽的膨胀力。下一个冲程开始时又要对水加热来产生新的蒸汽。大量蒸汽浪费，能量浪费因而工作效率低。1.2瓦特探寻解决纽可门蒸汽机低效率的方案：1.2.1猜想致使低效率的可能：气缸的材质，气缸与锅炉的大小比例，动力来源1.2.2找到致使低效率的关键因素：he"g

6、overningforthepeople","Nomattertheinterestsofthemasses"conceptunderstandingisnotinplace.Thespecificworktreatswiththedeployment,afewleadingcadrescomplainthatworkistoocomplicated,toomuchresponsibility,thepressureistoolarge,toomuchemphasisonthedifficultyof

7、thework.Forexample,noncoalmine通过实验1，实验2，实验3，得出致使低效率的关键因素应该是动力来源。1.2.3分析解决方法：提高蒸汽膨胀力的利用效率，则要减少蒸汽浪费。造成蒸汽浪费的原因是对蒸汽冷凝，其目的是产生真空，进而获得大气压力作为动力。所以，如果不再利用大气作为主要动力来源，而改用蒸汽那么问题就解决了。1.2.4理论可行性：1.2.4.1潜热理论：在热化学中，是物质在物态变化（相变）过程中，在温度没有变化的情况下，吸收或释的能量。潜热这个字一般已较少使用，取而代之的

8、是现代观念的相变焓。潜热可分为熔化热及汽化热，视乎当時热能的物态流动方向：固态→液态→气态当相变是由固态转为液态再转为气态，能量改变是吸热性的；当相变是另一个方向的時候，能量改变是放热性的。例如在大气环境下，当一个水分子从水表面蒸发時，热能是由该水分子传送至含有较多水蒸汽而较低温度的空气中。由从在将水转化为水蒸汽是需要能量，水蒸汽就是释放能量的物体。若水蒸汽经由凝结或沉积转为液态或固态，储存了的能量会以能感受的热能释放。潜热理论从理论的高度论证了热能转化