蒸汽机的效率是多少?，蒸汽机的工作原理
大家好，今天小编在百度知道关注到一个比较有意思的话题，就是关于蒸汽机的问题，于是小编就整理了5个相关介绍蒸汽机的解答，让我们一起看看吧。
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一、蒸汽机的效率是多少?
用ηt表示，则有ηt=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q2/ Q1。
从式中很明显地看出Q1越大，Q2越小，热效率越高，这是热机效率中的主要部分，它表明了热机中热量的利用程度。
热机的机械效率是指推动机轴做功所需的热量和热机工作过程中转变为机械功的热量的比，如果用ηm表示，则有ηm=Q3/(Q1-Q2)等。热机效率公式应为η=Q有/Q放×100%。
效率数值
一、蒸汽机：百分之4~百分之8
二、蒸汽轮机：百分之25~百分之30
三、燃气轮机：百分之50~百分之60
四、汽油机：百分之26~百分之45
五、柴油机：百分之34~百分之45
六、喷气发动机：百分之50~百分之60
二、蒸汽机的工作原理
蒸汽机通过加热、膨胀、冷凝、泵送四个过程循环产生机械功，推动了工业发展，特别是在煤矿、纺织、铁路等领域具有重大意义。
三、蒸汽机和内燃机有什么区别?
内燃机和蒸汽机是两种不同的发动机类型，它们的区别主要体现在以下几个方面：
工作原理：内燃机是利用燃料在氧气的存在下进行燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，从而转化为机械能。而蒸汽机则是利用水蒸气的压力推动活塞或涡轮转动，将热能转化为机械能。
燃料类型：内燃机可以使用多种不同的燃料，如汽油、柴油、天然气等。而蒸汽机则主要使用水蒸气作为工作介质。
效率和排放：一般情况下，内燃机的效率较高，能够更有效地将燃料转化为机械能，但同时也会产生较多的废气排放。而蒸汽机的效率相对较低，但由于使用水蒸气作为工作介质，排放的废气相对较少。
应用领域：由于内燃机具有体积小、重量轻、启动快等优点，因此广泛应用于汽车、飞机、船舶等交通工具以及发电机组等领域。而蒸汽机主要应用于发电厂、工业生产中的动力装置等需要大功率输出的场合。
需要注意的是，随着科技的发展，新型的内燃机和蒸汽机也在不断涌现，具体的区别和特点还需根据具体的型号和应用领域进行了解和比较。内燃机和蒸汽机是两种不同的热机，它们的区别主要体现在以下几个方面：
工作原理：内燃机是利用燃料在燃烧室内燃烧产生高温高压气体，通过活塞的上下运动将热能转化为机械能。而蒸汽机则是利用蒸汽的压力推动活塞或涡轮转动，将蒸汽的热能转化为机械能。
燃料类型：内燃机可以使用多种不同的燃料，如汽油、柴油、天然气等。而蒸汽机则主要使用水蒸汽作为工作介质。
结构和构造：内燃机通常由气缸、活塞、曲轴等部件组成，其结构相对简单。而蒸汽机则通常由汽缸、底座、活塞、曲柄连杆机构、滑阀配汽机构、调速机构和飞轮等部分组成，结构相对复杂。
运行特点：内燃机具有启动快、响应灵敏、功率密度高等特点，适用于小型移动设备和车辆。而蒸汽机启动较慢，响应较慢，功率密度相对较低，适用于大型固定设备和机械。
需要注意的是，内燃机和蒸汽机在实际应用中有各自的优缺点和适用范围，具体选择取决于实际需求和应用场景。
四、蒸汽机什么时候发明
蒸汽机被认为是第一台真正的机器，它的发明可以追溯到18世纪初期。最初，英国煤矿所需的泵水机，成为蒸汽机的发明初衷。
蒸汽机的发明始于1712年，当时英国工程师托马斯·纽科门（Thomas Newcomen）发明了一种蒸汽泵，使得煤矿下水的问题得到解决。但它只是一个体积庞大、能耗较高、效率较低的装置，使用过程中需要大量的人员操作，成本极高。
直到1765年，苏格兰工程师詹姆斯·瓦特（James Watt）的出现，蒸汽机的发明才得以完善。瓦特使用了一种能够节省大量蒸汽、增加效率的蒸汽阀门，并优化了各种零部件，大大提升了蒸汽机的性能。此后，蒸汽机在纺织、造船、采煤等行业得到广泛应用，成为工业生产的主要动力源之一。
蒸汽机的发明在当时被视为一项划时代的技术创新。它的问世，不但改变了工业生产方式，也推动了人类工业化进程。至今，蒸汽机被认为是工业革命的象征之一，其创造了一个新的时代，并为后世的科技发展奠定了坚实的基础。
五、蒸汽机的发明历史
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（Hero of Alexandria）于1世纪发明的汽转球（Aeolipile），这是蒸汽机的雏形。
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。约与此同时萨缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的主意。
1698年托马斯·塞维利、1712年托马斯·纽科门和1769年詹姆斯·瓦特制造了早期的工业蒸汽机，他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。1807年罗伯特·富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。瓦特运用科学理论，逐渐发现了这种蒸汽机的毛病所在。从1765年到1790年，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。
16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业，特别是煤矿，已发展到相当的规模，单靠人力、畜力已难以满足排除矿井地下水的要求，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。
最初的真空蒸汽机被用来将矿井里的水抽出来。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空。活塞另一面的空气压力推动活塞。在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个泵。蒸汽机活塞的运动通过这根杆传到泵的活塞来将水抽到井外。
第一个巨大的改善是将气缸与凝结缸通过一个阀门分开。瓦特在伯明翰发明了这个改进。这个改进提高了蒸汽机的效率。下一个改进是将阀门的操作自动化。
这些早期的真空蒸汽机的效率有限，但它们比较安全，因为它们的压力比较低，在物质发生损坏的情况下机器向内收缩，而不是向外爆炸。它们的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制。理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高。但这种蒸汽机比真空蒸汽机危险得多。锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故。安全阀在这里带来了很大的改进，在压力过高的情况下安全阀放气减压。但真正保证安全只有依靠建造、运行和维护的经验和安全规则。
萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，在1698年取得标名为“矿工之友”的英国专利。他将一个蛋形容器先充满蒸汽，然后关闭进汽阀，在容器外喷淋冷水使容器内蒸汽冷凝而形成真空。打开进水阀，矿井底的水受大气压力作用经进水管吸入容器中；关闭进水阀，重开进汽阀，靠蒸汽压力将容器中的水经排水阀压出。待容器中的水被排空而充满蒸汽时，关闭进汽阀和排水阀，重新喷水使蒸汽冷凝。如此反复循环，用两个蛋形容器交替工作，可连续排水。
萨弗里的提水机依靠真空的吸力汲水，汲水深度不能超过六米。为了从几十米深的矿井汲水，须将提水机装在矿井深处，用较高的蒸汽压力才能将水压到地面上，这在当时无疑是困难而又危险的。
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，它的改型产品直到19世纪初还在制造。纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，这主要是由于蒸汽进入汽缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推广。
1764年，英国的仪器修理工詹姆斯·瓦特为格拉斯哥大学修理纽可门蒸汽机模型时，注意到了这一缺点，并于1765年发明了设有与汽缸壁分开的凝汽器的蒸汽机，并于1769年取得了英国的专利。初期的瓦特蒸汽机仍用平衡杠杆和拉杆机构来驱动提水泵，为了从凝汽器中抽除凝结水和空气，瓦特装设了抽气泵。他还在汽缸外壁加装夹层，用蒸汽加热汽缸壁，以减少冷凝损失。
瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展，他使原来只能提水的机械，成为了可以普遍应用的蒸汽机，并使蒸汽机的热效率成倍提高，煤耗大大下降。因此瓦特是蒸汽机的改良者。
自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用，在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。它使英国的纺织品产量在20多年内(从1766年到1789年)增长了5倍，为市场提供了大量消费商品，加速了资金的积累，并对运输业提出了迫切要求。Billy sucks
在船舶上采用蒸汽机作为推进动力的实验始于1776年,经过不断改进，至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进的蒸汽机船“克莱蒙”号。此后，蒸汽机在船舶上作为推进动力历百余年之久。
1800年，英国的特里维西克设计了可安装在较大车体上的高压蒸汽机。1803年，他把它用来推动在一条环形轨道上开动的机车，找来喜欢新奇玩意儿的人乘坐，向他们收费，这就是机车的雏型。英国的史蒂芬孙将机车不断改进，于1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视，开创了铁路时代。
19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率达五兆瓦的蒸汽机电站。
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动机。
需要特别注意的是，许多教科书上（历史书、物理书）说瓦特是蒸汽机的发明者。这是误传。蒸汽机是英国人萨维利（Savery）于1698年、纽可门（Newcomen）于1705年各自独立发明的，用于矿井抽水。当时效率很低。
1765年，瓦特在修理纽可门机的基础上，对蒸汽机做了重大改进，使冷凝器与汽缸分离，发明曲轴和齿轮传动以及离心调速器等，使蒸汽机实现了现代化，大大提高了蒸汽机的效率。瓦特的这些发明，仍使用在现代蒸汽机中，为纪念瓦特的贡献，功率的单位名称以其姓氏命名。（《物理学（第五版）》） 概述
在陆路交通方面，人们开始研制一种能以蒸汽机推动车辆快速行进的运输工具。其中，英国的史蒂芬孙（George Stephenson,1781-1848）率先取得了突破性成果。
史蒂芬孙是一位煤矿工人的儿子，从小熟悉矿井里用来抽水的蒸汽机，后来立志从事交通工具的发明创造。
1814年，他研制的第一辆蒸汽机车“布拉策号”（以普鲁士将军布拉策的名字命名，他曾经帮助英国打击拿破仑军队）试运行成功。
1825年9月27日，史蒂芬孙亲自驾驶他同别人合作设计制造的“旅行者号”蒸汽机车在新铺设的铁路上试车，并获得成功。蒸汽机在交通运输业中的应用，使人类迈入了“火车时代”，迅速的扩大了人类的活动范围。
史蒂芬逊的蒸汽机车发展史
1814年史蒂芬逊在试运行“布拉策号”机车时，虽然取得了成功，但也暴露出许多问题，如噪音太大，振动强烈，蒸汽机随时都有爆炸的可能。火车开动时，浓烟滚滚，车轮摩擦铁轨时火星四溅；坐在车上的人则满面烟尘，被颠得筋疲力尽。蒸汽机冒出的火焰把附近的树木都烧焦了，这也许就是当时人们把它称为“火车”的缘故吧。
但是，史蒂芬孙没有气馁，而是不断进行改进。他在车厢下面加装了减震的弹簧，用熟铁代替生铁作铁轨的材料，在枕木下加铺了小石子，增加车头和车厢的车轮数量，把蒸汽机安装在车头以减少发生危险时的损害等。
到1825年史蒂芬孙试运行“旅行者号”机车时，情况已经有了相当大的改善。“旅行者号”牵引着6节煤车、20节挤满乘客的车厢，载重达90吨，时速15英里。这一壮观场面吸引了众多的人前来观看。铁路两旁人山人海；还有人骑着马，打着红旗走在火车前面开道。随着火车的一声鸣叫，它向全世界宣告了铁路时代的到来。
1829年，史蒂芬孙试制成功了更为先进的“火箭号”机车。
（以上【史蒂芬孙与蒸汽机车】内容来自于北师大版历史教科书）
到此，以上就是小编对于蒸汽机的问题就介绍到这了，希望介绍关于蒸汽机的5点解答对大家有用。