简易“蒸汽机”

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1、简易“蒸汽机”模型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。世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗（HeroofAlexandria）于1世纪发明的汽转球（Aeolipile），不过它只不过是一个玩具而已。约1679年法国物理学家丹尼斯·巴本在观察蒸汽逃离他的高压锅后制造了第一台蒸汽机的工作模型。我们小组根据蒸汽机将热能转化为机械能的原理，设计了简易的蒸汽机模型，使沸腾后的水蒸气沿水管喷到小风车

2、上，实现向机械能的转变。一、模型的结构图简易“蒸汽机”模型的结构图简易“蒸汽机”模型的结构图二、实验模型的原理说明瓦特蒸汽机，简单说，就是气缸和换向阀伐，蒸汽推动活塞在气缸之内做反复运动，从而达到将水蒸气的热能转化为机械能的目的。随着科技的发展与技术的进步，蒸汽机不断被更新改进，结构越来越简单，效率越来越高。这些蒸汽机最根本的作用原理都是从热能向机械能的转化。简易“蒸汽机”模型的结构图我们运用了将热能转化为机械能的原理，做了简易“蒸汽机”模型：试管里的水被加热而沸腾后，就变成了水蒸气，并释放出能量。水蒸气气流通过吸管导向风车，吹出了

3、“风”，使风车旋转起来。酒精燃烧产生的热能，通过水蒸气吹动风车的叶片转动，从而转化为动能。这是蒸汽机工作的最基本原理。三、制作方法及实物图介绍制作步骤：1.制作一个小风车，并固定在木杆上。2.取一根PVC管，截取20cm，将两端打磨平整。在距离一端7cm处上下对称打两个孔，穿通PVC管，使铁夹的螺丝能够通过。再在两个孔的中间挖出一个方孔，使铁夹能嵌入管中，同时螺丝能够穿过并固定不松动。接着在距离另一端7cm处上下对称打两个孔，穿通PVC管，使风车木杆能够插入其中。套上配套的三开口PVC管，完成自制的试管支撑架，并固定在铁架台上。3.

4、在试管里装1/2水，塞上试管塞，插入弯头吸管，将试管固定在自制试管支撑架右端。4.插入风车于支撑架左端，调整风车位置，保证从弯头吸管里出来的水蒸气气流能够使风车转动。5.将酒精灯放在铁架台底座上，根据酒精灯的高度调整自制试管支撑架的高度。6.点燃酒精灯，观察现象。简易“蒸汽机”模型实物图如图为简易“蒸汽机”模型实物图，从左到右材料为：自制试管支撑架、风车、铁架台、弯头吸管、试管、试管塞、酒精灯。四、模型的使用说明1、将模型放置于水平桌面上，调节铁架台，将酒精灯摆放于适当位置、固定试管。2、点燃酒精灯，加热试管，使试管内水沸腾。3、观

5、察风车叶片的转动。此模型的制作比较简单，它所需的原材料也简单易得，比如用来做支架的铁架台，以及试管和酒精灯均是化学实验室常规的实验仪器。风车则用普通的塑料纸便可做成。但是它可以很好得演示蒸汽机的基本原理，也是热能转化为动能的一个很好的演示实验。另外模型使用简单方便，适合各类人群演示，具有普遍性。五、相关拓展知识（一）影响蒸汽机的因素及注意事项影响蒸汽机的因素有漏汽损失、进汽的阻塞损失、蒸汽和汽缸壁之简的传热捐失等。1.漏汽损失蒸汽机在工作的时候活塞两侧的蒸汽压强相差很大,如果活塞和汽缸配合得不够紧密,就会有一部分蒸汽在压强差的作用下

6、从活塞的一侧泄漏到另一侧去,没有充分推动活塞作功。设计蒸汽机时应该使进汽的流动阻力尽可能小,在这方面,蒸汽机可以采用滑动阀、掩动阀和提动阀等各种不同的汽阀。2.进汽的阻塞损失蒸汽在进入汽缸之前,要艇过总汽门、稠速汽门和汽阀,在这些地方蒸汽要受到阻力。这种由阻塞作用而产生的压强降落使新蒸汽推动活塞的力量减弱,也是一种损失。蒸汽机阻塞损失的大小,主要决定于进汽管路上各个阀门的型式和它们的开展。设计汽机时应孩使进汽的流动阻力尽可能小,在这方面,蒸汽机可以采用滑动阀、掩动阀和提动阀等各种不同的阀。3.蒸汽和汽缸壁之简的传热捐失蒸汽机在工作时

7、,汽缸内表面的温度随进汽排汽的情况而变动。初凝桔和再汽化,都是因为蒸汽和汽缸壁进行传热而引起的损失,这是一般蒸汽机内部最主要的损失。采用复胀机不仅可减少漏汽损失,而且对于减少蒸汽和汽缸壁的传热损失也有很大的效果。（二）蒸汽机的发展历史萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，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。1765年瓦特发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机。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

8、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。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