蒸汽机(jī)车(chē)的工作原(yuán)理:
1.当(dāng)蒸(zhēng)汽机内水沸腾时,汽缸内的空气急剧膨胀,推动(dòng)汽(qì)缸内的(de)活塞。这里是运用了能量的转化,由水的(de)化学能(néng)转化为空气的内能(néng),又(yòu)由空(kōng)气(qì)的内能(néng)转化为活塞的机械(xiè)能)活(huó)塞(sāi)带动了连在(zài)后面的轮(lún)轴(zhóu),在与它连接的杠杆左右两边就是汽车的车轮,这样变使(shǐ)得汽车动(dòng)起(qǐ)来了.
2.这里是运用的了在温度不变的条件下,压(yā)强随气体(tǐ)体(tǐ)积的增大而减小。液(yè)体的沸点随压强的减(jiǎn)小而减小)通(tōng)过燃料作用,水又在次沸腾,带动活塞及其轮(lún)轴,使得汽车可以周而复始的运动下去。
蒸汽机车优点:
现代蒸汽机的(de)最大的(de)优点是它几乎可以利用所(suǒ)有的燃料将热能转化为机械能(néng)。不像(xiàng)内(nèi)燃机那样(yàng),它对其燃料不挑剔。此外没有蒸(zhēng)汽机的话原子能无法被(bèi)使用。
另(lìng)一种有类似优(yōu)点(diǎn)的小巧(qiǎo)的外燃机(jī)是斯特林发动机。其缺点是它在许多情况下难以运行。现代的混合动力汽车就是为了弥补这个缺点而设计(jì)的(de)。
尤其在(zài)高山上蒸汽机(jī)机车(chē)的优点显著,因为它们(men)也可以在比较低的气压下运行。当(dāng)南美洲将用柴油-电力(lì)机车取(qǔ)代它们的蒸汽(qì)机(jī)车(chē)后这一点就被发(fā)现了。
瑞士和奥地利新的齿轨铁路使用现代的蒸(zhēng)汽机,这些蒸汽机只需要一个人(rén)来(lái)运(yùn)行,比起(qǐ)过去的蒸汽机(jī)它节(jiē)省60%的燃料,比起电(diàn)力机和(hé)柴油机它轻50%,因此对齿轨的(de)磨损小得多。
蒸汽机车(chē)缺点:
离不开锅炉,整个装置(zhì)既(jì)笨(bèn)重(chóng)又庞大;新(xīn)蒸汽的(de)压(yā)力和温度不能过(guò)高,排(pái)气压力(lì)不能过低,热效率难以提高;它是一种往复式机(jī)器(qì),惯(guàn)性力限制了转速的提高;工作过(guò)程是不连续(xù)的,蒸汽(qì)的流量受到限制,也(yě)就限制了(le)功率(lǜ)的提高。
因此,抛(pāo)弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其(qí)重量轻,体积小、热效率高(gāo)和操作灵(líng)活等优(yōu)点,在船舶(bó)和机(jī)车上逐渐取代了蒸(zhēng)汽机。汽轮(lún)机则以其(qí)热效率高、单机功率大、转速(sù)高、单位功率重量轻和运行平稳等优点,将蒸汽机排挤出了电站。
接着电动机又以其使用方便,代替了蒸汽机在(zài)工业设备中的应用。然而小功率蒸汽机热效率比(bǐ)汽轮机高,所以(yǐ)在产煤区或只有劣质(zhì)燃(rán)料的地区或某些(xiē)特(tè)殊场合(hé),蒸汽机仍有发(fā)挥作用的余地(dì)。