蒸汽動力裝置各裝置作用

A. 蒸汽機的作用

將蒸汽的能量轉換為機械功。

蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成。汽缸和底座是靜止部分。

在蒸汽鍋爐中，通過燃燒過程水沸騰為蒸汽。通過管道蒸汽被送到汽缸。閥門控制蒸汽到達汽缸的時間，經主汽閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。

蒸汽在汽缸內推動活塞做功，冷卻的蒸汽通過管道被引入冷凝器重新凝結為水。這個過程在蒸汽機運動時不斷重復。

一般的蒸汽機有三個汽缸組成一個組。蒸汽機直接將活塞的上下運動轉化為船軸的旋轉運動。新造的蒸汽機中還包含了一個小的渦輪機，從汽缸中出來的蒸汽還可以利用它的余熱在推動這個渦輪機來提高整個驅動裝置的效率。這個渦輪機也與船的螺旋漿軸相連。

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意義：

蒸汽機的出現和改進促進了社會經濟的發展，但同時經濟的發展反過來又向蒸汽機提出了更高的要求，如要求蒸汽機功率大、效率高、重量輕、尺寸小等。

盡管人們對蒸汽機作過許多改進，不斷擴大它的使用范圍和改善它的性能，但是隨著汽輪機和內燃機的發展，蒸汽機因存在不可克服的弱點而逐漸衰落。

現代蒸汽機的最大的優點是它可以利用所有的燃料將熱能轉化為機械能。不像內燃機那樣，它對其燃料不挑剔。此外沒有蒸汽機的話原子能無法被使用。原子反應堆即不直接產生機械能，又不直接產生電能，原子反應堆實際上只是加熱水，這個水被沸騰後的蒸汽通過蒸汽機來轉化為有用的功。

B. 蒸汽機動力裝置的歷史

最早提出蒸汽機動力裝置設想的是法國的德尼·巴班，他在1690年，就想用蒸汽機作動力推動船舶的想法，但當時還沒有可供實用的蒸汽機，故設想無法實現。1769年，法國發明家喬弗萊把蒸汽機裝上了船。但所裝的蒸汽機既簡陋又笨重，而且帶動的又是一組普通木槳，航速很慢，未能顯示出機動船的優越性。
1783年喬弗萊又建成了世界上最早的蒸汽輪船「波羅斯卡菲」號，但是航行30分鍾後，船上蒸汽鍋爐發生爆炸。1790年美國的約翰·菲奇用蒸汽機帶動槳劃水，其效率極低，菲奇的發明沒有受到人們的重視。
1802年，英國人威廉·西明頓採用瓦特改進的蒸汽機製造成世界上第一艘蒸汽動力明輪船「夏洛蒂·鄧達斯」號，在蘇格蘭的福斯——克萊德運河下水，試航成功。這是一艘30英尺長的木殼船，船中央裝上西明頓設計的蒸汽機，推動一個尾部明輪。輪船的出現對拖船業主們是一個打擊，他們以汽輪船產生較大的波浪為由，拚命反對。第一艘汽輪船被扼殺在搖籃里。
美國的約翰·史蒂芬森於1804年建成具有世界上最早有螺旋槳的輪船。由於推動螺旋槳的蒸汽機轉速太低，所以他當時認為推進器還是輪槳較好。1807年，他建造了帶輪槳的「菲尼克斯號」 輪船。「菲尼克斯號」從紐約沿海岸駛向費城進行試航，途中遇到風暴。但經過13天的航行還是平安地到達費城，這是世界上輪船首次在海上航行。
上述這些用蒸汽機做動力的船舶都沒有得到應用。
1807年7月，被人們稱為「輪船之父」 的美國機械工程師羅伯特·富爾頓是美國機械工程師，他設計出「克萊蒙特號」 汽輪船，排水量為100噸、長45．72米、寬9．14米的汽輪船。船的動力是由72馬力的瓦特蒸汽機帶動車輪撥水。8月17日，載有40名乘客的「克萊蒙特號」 從紐約出發，沿著哈德遜河逆水而上，31小時後，駛進240公里以外的奧爾巴尼港，平均時速7．74公里，從此揭開了輪船時代的帷幕。此後它在哈德遜河上定期航行，成為世界上第一艘蒸汽輪船，奠定了輪船不容搖撼的地位。

C. 簡易蒸汽動力裝置

這個問題，比較難辦的是鍋爐，輸出5公斤左右壓力蒸汽的。自己設計一個吧。
沖動式汽輪機可以用小功率風動工具的馬達，比如用風鑽、風動砂輪去掉鑽頭（砂輪）換上皮帶輪（齒輪）就可以了。
汽輪機與鍋爐用管子連接，中間要設置法門控制出力。
或者用壓縮空氣瓶和風動馬達組合，簡單得多。

D. 蒸汽機動力裝置的構造

蒸汽機主要由汽缸、底座、活塞、曲柄連桿機構、滑閥配汽機構、調速機構和飛輪等部分組成。
汽缸和底座是靜止部分。從鍋爐來的新蒸汽，經主汽閥和節流閥進入滑閥室，受滑閥控制交替地進入汽缸的左側或右側，推動活塞運動。 「克萊蒙脫」號明輪船上用蒸汽機作為推進動力獲得成功。當時採用的是一台20馬力的單缸搖臂式往復蒸汽機,獲得每小時5英里的航速。
蒸汽機動力裝置的優缺點
蒸汽機動力裝置誕生後，經過不斷改進，到19世紀末，蒸汽機發展成為多級膨脹的立式裝置，用以驅動螺旋槳，成為當時典型的船舶動力裝置。同時高效、高壓的水管鍋爐也逐漸取代了早期圓筒式蘇格蘭煙管鍋爐。

E. 蒸汽動力裝置冷凝器的作用

排除干蒸汽中的水分，減少對水錘現象及對設備的沖擊損壞和腐蝕

F. 什麼是船舶蒸汽動力裝置

船舶蒸汽動力裝置可使用包括煤在內的各種燃料，在蒸汽動力裝置中利用燃料燃燒的熱量產生蒸汽，主要供給主機做功的蒸汽發生器以及輔機的動力牽引力。
蒸汽機動力裝置 , 以蒸汽機為主機的動力裝置，是最早在船舶上使用的動力裝置。蒸汽機因其熱效率低、質量大、功率小，已漸被淘汰。
汽輪機動力裝置 以汽輪機為主機的動力裝置。蒸汽從鍋爐進入汽輪機膨脹作功，將蒸汽的熱能轉變為機械能，經齒輪減速器和軸系驅動螺旋槳。蒸汽在汽輪機中膨脹作功後排入凝汽器，被舷外水冷卻而凝結成水，由凝水泵送入給水預熱器和除氧器中，再由鍋爐給水泵將給水經給水預熱器送回鍋爐,重新在鍋爐中受熱蒸發成蒸汽,從而形成一個閉合循環。為了提高循環效率，從汽輪機中抽出部分作過功的蒸汽加熱鍋爐給水，即實現回熱循環。民用船舶的汽輪機動力裝置均採用這種循環，給水預熱級數已多至5級。軍艦經常在低負荷下運行,為簡化設備和提高操縱性，一般僅用輔機的二次蒸汽加熱給水，而且預熱級數也大大減少。

G. 汽輪機都有哪些結構組成，各有什麼特性

汽輪機也稱蒸汽透平發動機，是一種旋轉式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流後噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉子旋轉，同時對外作功。汽輪機是現代火力發電廠的主要設備，也用於冶金工業、化學工業、艦船動力裝置中。
汽輪機的結構部件組成：
由轉動部分和靜止部分兩個方面組成。轉子包括主軸、葉輪、動葉片和聯軸器等。靜子包括進汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等。
1、汽缸
汽缸是汽輪機的外殼，其作用是將汽輪機的通流部分與大氣隔開，形成封閉的汽室，保證蒸汽在汽輪機內部完成能量的轉換過程，汽缸內安裝著噴嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外連接著進汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中壓段一般採用合金鋼或碳鋼鑄造結構，低壓段可根據容量和結構要求，採用鑄造結構或由簡單鑄件、型鋼及鋼板焊接的焊接結構。
高壓缸有單層缸和雙層缸兩種形式。單層缸多用於中低參數的汽輪機。雙層缸適用於參數相對較高的汽輪機。分為高壓內缸和高壓外缸。高壓內缸由水平中分面分開，形成上、下缸，內缸支承在外缸的水平中分面上。高壓外缸由前後共四個貓爪支撐在前軸承箱上。貓爪由下缸一起鑄出，位於下缸的上部，這樣使支承點保持在水平中心線上。
中壓缸由中壓內缸和中壓外缸組成。中壓內缸在水平中分面上分開，形成上下汽缸，內缸支承在外缸的水平中分面上，採用在外缸上加工出來的一外凸台和在內缸上的一個環形槽相互配合，保持內缸在軸向的位置。中壓外缸由水平中分面分開，形成上下汽缸。中壓外缸也以前後兩對貓爪分別支撐在中軸承箱和1號低壓缸的前軸承箱上。
低壓缸為反向分流式，每個低壓缸由一個外缸和兩個內缸組成，全部由板件焊接而成。汽缸的上半和下半均在垂直方向被分為三個部分，但在安裝時，上缸垂直結合面已用螺栓連成一體，因此汽缸上半可作為一個零件起吊。低壓外缸由裙式台板支承，此台板與汽缸下半製成一體，並沿汽缸下半向兩端延伸。低壓內缸支承在外缸上。每塊裙式台板分別安裝在被灌漿固定在基礎上的基礎台板上。低壓缸的位置由裙式台板和基礎台板之間的滑銷固定。
2、轉子
轉子是由合金鋼鍛件整體加工出來的。在高壓轉子調速器端用剛性聯軸器與一根長軸連接，此節上軸上裝有主油泵和超速跳閘機構。
所有轉子都被精加工，並且在裝配上所有的葉片後，進行全速轉動試驗和精確動平衡。
套裝轉子：葉輪、軸封套、聯軸節等部件都是分別加工後，熱套在階梯型主軸上的。各部件與主軸之間採用過盈配合，以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動，並用鍵傳遞力矩。中低壓汽輪機的轉子和高壓汽輪機的低壓轉子常採用套裝結構。套裝轉子在高溫下，葉輪與主軸易發生松動。所以不宜作為高溫汽輪機的高壓轉子。
整鍛轉子：葉輪、軸封套、聯軸節等部件與主軸是由一整鍛件削而成，無熱套部分，這解決了高溫下葉輪與軸連接容易松動的問題。這種轉子常用於大型汽輪機的高、中壓轉子。結構緊湊，對啟動和變工況適應性強，宜於高溫下運行，轉子剛性好，但是鍛件大，加工工藝要求高，加工周期長，大鍛件質量難以保證。
焊接轉子：汽輪機低壓轉子質量大，承受的離心力大，採用套裝轉子時葉輪內孔在運行時將發生較大的彈性形變，因而需要設計較大的裝配過盈量，但這會引起很大的裝配應力，若採用整鍛轉子，質量難以保證，所以採用分段鍛造、焊接組合的焊接轉子。它主要由若干個葉輪與端軸拼合焊接而成。焊接轉子質量輕，鍛件小，結構緊湊，承載能力高，與尺寸相同、有中心孔的整鍛轉子相比，焊接轉子強度高、剛性好，質量輕，但對焊接性能要求高，這種轉子的應用受焊接工藝及檢驗方法和材料種類的限制。
組合轉子：由整鍛結構套裝結構組合而成，兼有兩種轉子的優點。
3、聯軸器
聯軸器用來連接汽輪機各個轉子以及發電機轉子，並將汽輪機的扭矩傳給發電機。現代汽輪機常用的聯軸器常用三種形式：剛性聯軸器，半撓性聯軸器和撓性聯軸器。
剛性聯軸器：
這種聯軸器結構簡單，尺寸小；工作不需要潤滑，沒有雜訊；但是傳遞振動和軸向位移，對中性要求高。
半撓性聯軸器
右側聯軸器與主軸鍛成一體，而左側聯軸器用熱套加雙鍵套裝在相對的軸端上。兩對輪之間用波形半撓性套筒連接起來，並以配合兩螺栓堅固。波形套筒在扭轉方向是剛性的，在變曲方向剛是撓性的。這種聯軸器主要用於汽輪機－發電機之間，補償軸承之間抽真空、溫差、充氫引起的標高差，可減少振動的相互干擾，對中要求低，常用於中等容量機組。
撓性聯軸器
撓性聯軸器通常有兩種形式，齒輪式和蛇形彈簧式。這種聯軸器，可以減弱或消除振動的傳遞。對中性要求不高，但是運行過程中需要潤滑，並且製作復雜，成本較高。
4、靜葉片
隔板用於固定靜葉片，並將汽缸分成若干個汽室。
5、動葉片
動葉片安裝在轉子葉輪或轉鼓上，接受噴嘴葉柵射出的高速氣流，把蒸汽的動能轉換成機械能，使轉子旋轉。
葉片一般由葉型、葉根和葉頂三個部分組成。
葉型是葉片的工作部分，相鄰葉片的葉型部分之間構成汽流通道，蒸汽流過時將動能轉換成機械能。按葉型部分橫截面的變化規律，葉片可以分為等截面直葉片、變截面直葉片、扭葉片、彎扭葉片。
等截面直葉片：斷面型線和面積沿葉高是相同的，加工方便，製造成本較低，有利於在部分級實現葉型通用等優點。但是氣動性能差，主要用於短葉片。
彎扭葉片：截面型心的連線連續發生扭轉，可很好地減小長葉片的葉型損失，具有良好的波動特性及強度，但製造工藝復雜，主要用於長葉片。
葉根是將葉片固定在葉輪或轉鼓上的連接部分。它應保證在任何運行條件下的連接牢固，同時力求製造簡單、裝配方便。
T形葉根：加工裝配方便，多用於中長葉片。
菌形葉根：強度高，在大型機上得到廣泛應用。
叉形葉根：加工簡單，裝配方便，強度高，適應性好。
樅樹型葉根：葉根承載能力大，強度適應性好，拆裝方便，但加工復雜，精度要求高，主要用於載荷較大的葉片。
汽輪機的短葉片和中長葉片通常在葉頂用圍帶連在一起，構成葉片組。長葉片剛在葉身中部用拉筋連接成組，或者成自由葉片。
圍帶的作用：增加葉片剛性，改變葉片的自振頻率，以避開共振，從而提高了葉片的振動安全性；減小汽流產生的彎應力；可使葉片構成封閉通道，並可裝置圍帶汽封，減小葉片頂部的漏氣損失。
拉筋：拉筋的作用是增加葉片的剛性，以改善其振動特性。但是拉筋增加了蒸汽流動損失，同時拉筋還會削弱葉片的強度，因此在滿足了葉片振動要求的情況下，應盡量避免採用拉筋，有的長葉片就設計成自由葉片。
6、汽封
轉子和靜體之間的間隙會導致漏汽，這不僅會降低機組效率，還會影響機組安全運行。為了防止蒸汽泄漏和空氣漏入，需要有密封裝置，通常稱為汽封。
汽封按安裝位置的不同，分為通流部分汽封、隔板汽封、軸端汽封。
7、軸承
軸承是汽輪機一個重要的組成部分，分為徑向支撐軸承和推力軸承兩種類型，它們用來承受轉子的全部重力並且確定轉子在汽缸中的正確位置。
1、多油楔軸承（三油楔、四油楔）：輕載、耗功大，高速小機。
2、圓軸承：可承重載，瓦溫高。
3、橢圓軸承：可承重載。
4、可傾瓦軸承：2、4、5、6瓦塊軸承，穩定性好，承載范圍大，耗油量較大。
5、推力軸承：1）固定瓦塊式：承載能力小，用於小機組。2）可傾瓦塊式：①密切爾式：瓦塊背面線接觸；②金斯伯里式：瓦塊背面點接觸。

H. 為什麼蒸汽動力裝置的冷凝器必須設有抽氣裝置

破真空啊。

I. 蒸汽機動力裝置的介紹

蒸汽機動力裝置是早期船舶的主動力裝置，是機動船舶上最先應用的動力裝置。

J. 紐可門的蒸汽機工作原理是怎麼樣的

在 I7 世紀末 18 世紀初，隨著礦產品需求量的增大，礦井越挖越深，許 多礦井都遇到了嚴重的積水問題。為了解決礦井的排水問題，當時一般靠馬 力轉動轆轤來排除積水，但一個煤礦需要養幾百匹馬，這就使排水費用很高 而使煤礦開采失去意義。
發明家們對排水問題思考著解決的辦法。英國的塞維里最早發明了蒸汽

泵排水。 塞維里是一位對力學和數學很感興趣的軍事機械工程師，又當過船長，
具有豐富的機械技術知識。1698 年，他發明了把動力裝置和排水裝置結合在 一起的蒸汽泵。塞維里稱之為「蒸汽機」。
塞維里蒸汽泵的工作原理，是利用密閉容器內蒸汽凝結形成的真空，用 大氣壓力把低水位的水，通過吸人管壓人容器，然後再用蒸汽將容器中的水 壓向高處排出。
這是一種沒有活塞的蒸汽機，雖然燃料消耗很大，也不太經濟，但它是 人類歷史上第一台實際應用的蒸汽機。這樣，蒸汽動力技術基本完成了從實 驗科學到應用技術的轉變。
1705 年，英國的紐可門設計製成了一種更為實用的蒸汽機。 紐可門生於英國達特馬斯的一個工匠家庭，年青時在一家工廠當鐵工。
從 1680 年起，他和工匠考利合夥做采礦工具的生意，由於經常出人礦山，非 常熟悉礦井的排水難題，同時發現塞維里蒸汽泵在技術上還很不完善，便決 心對蒸汽機進行革新。
為了研製更好的蒸汽機，紐可門曾向塞維里本人請教，並專程前往倫敦， 拜訪著名物理學家胡克，獲得廠一些必要的科學實驗和科學理論知識。
紐可門認為，塞維里蒸汽泵有兩大缺點，一是熱效率低，原因是由於蒸
汽冷凝是通過向汽缸內注人冷水實現的，從而消耗了大量的熱；二是不能稱 為動力機，基本上還是一個水泵，原因在於汽缸里沒有活塞，無法將火力轉 變為機械力，從而不可能成為帶動其他工作機的動力機。
對此，紐可門進行了改進。
針對熱效率問題，紐可門沒有把水直接在汽缸中加熱汽化，而是把汽缸 和鍋爐分開，使蒸汽在鍋爐中生成後，由管道送人汽缸。這樣，一方面由於 鍋爐的容積大於汽缸容積，可以輸送更多的蒸汽，提高功率；另一方面由於 鍋爐和汽缸分開，發動機部分的製造就比較容易。
針對火力的轉換，紐可門吸收了巴本蒸汽泵的優點，引人了活塞裝置，
使蒸汽壓力、大氣壓力和真空在相互作用下推動活塞作往復式的機械運動。 這種機械運動傳遞出去，蒸汽泵就能成為蒸汽機。
紐可門通過不斷地探索，綜合了前人的技術成就，吸收了塞維里蒸汽泵
快速冷凝的優點，吸收了巴本蒸汽泵中活塞裝置的長處，設計製成了氣壓式 蒸汽機。
紐可門蒸汽機，實現了用蒸汽推動活塞做一上一下的直線運動，每分鍾
往返 16 次，每往返一次可將 45.5 升水提高到 46.6 米。該機即被用於礦井的 排水。