世界上一切机械,都是由最初发现阶段到制造出第一台机械的初型 。然后再经过许多科学家的不断努力研究与改进,使其结构和功率不断提高,达到最终比较满意的结果 。就蒸汽轮机来说,最初是公元一世纪时,亚历山大的西罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球,又称为风神轮 。这也就是最早的反动式汽轮机的初型 。可是在当时只是引起了人们的很大兴趣,有人甚至作为玩具来欣赏 。对此以后再也没有人进行深入研究和探讨 。直到1629年意大利的布兰卡发布了用蒸汽冲击叶片而旋转的转轮的理念 。在这以后瑞典的拉瓦尔于1882年制成了第一台五马力单级冲动式汽轮机 。再往后英国的帕森斯制成了十马力多级反动式汽轮机 。20世纪初美国的柯遆斯制成了多个速度级的汽轮机 。50年代~70年代汽轮机的发展速度特别快,制成1000兆瓦乃至1300兆瓦的汽轮机 。在结构上都有狠大的改动;由单气缸改成了多气缸,由单级制造出多级 。功率得到佷大提高 。到现在为止结构已经没有什么可以改进的了 。只能在加工精度和用料材质上下功夫了 。下面再谈一下汽轮机的工作介子,那就是淡水是至关重要的,没有淡水锅炉是不能产生高压水蒸汽的 。舰船就会失去动力 。对于海军来说必须有足够的淡水才能不影响战力 。蒸汽轮机是一种透平机械 。“透平”是外语,意思是“旋转机械” 。锅炉加热水变成水蒸汽,通过若干个喷咀冲击转轮上的叶片从而使汽轮机旋转,可以说汽轮机是把锅炉产生的热能转变成璇转的机械能 。因此也可以说它是热机的一种 。现在汽轮机的主要用途就是带动发电机发电和安装在船泊上做为航行的动力 。其他用途也有这里就不加以阐述了 。热电站分火力发电站和核电站 。所谓核电站并不是靠核反应直接发电 。它是用可控核裂变所产生的热能加热锅炉里的水,产生水蒸气 。使汽轮机旋转带动发电机发电 。说到这里,以上只是简单介绍一下蒸汽轮机的发展史以及它的工作原理 。笔者再说一下它的优缺点,这才是笔者所要说的重点问题 。从19世纪末到21世纪现在 。蒸汽轮机一直在为人类的生产、生活、科技事业以及经济社会的发展,工业现代化等等,起到不可替代的作用蒸汽轮机的贡献是硕大的 。它的出现使蒸汽机慢慢的退出了历史舞台 。因为它的机械效率太低(18%左右 。其实气缸里的活塞的推力并不小) 。只是通过类似曲轴连杆的方式推动车轮旋转 。每转一周有两个“死点”(0°–180°)两个点,就是不能旋转的位置点 。通俗的解释一下,假如有一个能旋转的轮子,你搬动轮子周围(外圆)上的任何一个点都能使轮子旋转,可是你若搬这个轮子的轴(中心点)你使多大劲也不能使轮子转动,就是这个道理 。加深一步讲,活塞推力的方向线和车轮直径相重合时,推力正好作用到中心轴上,车轮就不能转动这个点就称为死点 。这里我插一段,以前的火车就是用蒸汽机驱动的 。,它有两台蒸汽机,安装在车头两侧,常坐火车的人都知道 。有的时候,当火车给了发车信号后,车是先向后倒一下,然后才能向前开 。这就是说车向前走,发动机正好处在死点的位置上,先向后倒一下把死点的位置避开才能向前走 。而蒸汽轮机的旋转是连续的(没有死点)这也是蒸汽轮机的最大优点 。可以达到狠高的转速在一万转以上,同时也发出狠大的噪音,再经过减速机,可获得很大的扭矩但是减速机的噪音也很大,这也是蒸汽轮机的很大的缺点之一 。从蒸汽轮机的构造上看,汽轮机做的越大功率越高,同时消耗的水蒸气也越多 。那么为了保证蒸汽轮机有足够的蒸汽供给,锅炉的容积也必须增大 。具说有的锅炉修到99米高 。太恐怖了…… 。还有一艘30万吨的货轮采用蒸汽轮机作动力,整个装置建成成后竟然有五层楼高 。另外一座1000兆瓦的热电站,每年约需消耗标准煤230万吨 。并造成严重环境污染 。这些都是蒸汽轮机显而易见的缺点 。再说说新蒸汽压力,30年代锅炉新蒸汽压力已达到3–4兆帕,新蒸汽温度达到400°C—450°C到现在新蒸汽压力已达到24兆帕甚至更高(31兆帕)新蒸汽温度已达到600℃(超过了临界参数)…… 。蒸汽轮机的贡献已经肯定了,它的缺点我们也不能忽视,回头再看看蒸汽轮机的发展;从一开始一世纪西罗发现气转球到1629年布兰卡又发现用蒸汽冲击叶片而旋转的转轮直到1882年拉瓦尔制成第一台汽轮机,将近一个世纪 。为什么?因为这种现象太简单了 。世界上越是简单的现象,越不为人们所重视那么用我的观点看中国有一句俗语说风吹草动是汽轮机的工作原理再洽当不过了 。同时也反应出蒸汽轮机的工作原理最低级不过了 。这并不是藐视蒸汽轮机 。因为文中已经肯定了它的贡献但是我始终认为用气吹绝比不上憋住气推 。汽轮机是靠压差工作的,惹把汽轮机的气缸內的压力提高到和锅炉內的压力一样高,汽轮机就不能转了 。汽轮机遇到堵转(因为某种原因)蒸汽还是能从喷咀喷出,浪费很多淡水资源 。再说高压蒸汽从喷嘴喷出时要产生很大的压降 。比如锅炉内的压力是5兆帕,喷咀喷出的蒸汽对叶片的冲击力还能有5兆帕吗?显然要小得多 。另外谁能保证所喷出的高压蒸汽都能喷到叶片上,肯定要顺着叶片周围跑掉一大部分浪费了淡水 。这也是蒸汽轮机的另一大缺点 。综上所述,现在我们可以给蒸汽轮机,作个评价了;1.原理低级 。2.做功简单(一个字,吹)3浪费资源 。4.功率低下 。5.体积庞然 。6.噪音太大 。那么有人要问了;你说的道很轻松你能把它淘汰了吗?非也 。说淘汰,我认为不妥 。因为蒸汽轮机毕竟是许多科技前辈们用心血换来的成果 。又被人类使用了一百多年 。曾经为人类做出很大贡献 。应该说把他请进历史博物馆 。以被后人参观,学习 。同时也表现出我们对科技先辈们的尊重和敬佩 。说来也巧,在我正在写这篇文章的时候,有一天在饭店吃饭,前面儿一个小伙 。他在给朋友打电话,谈及发动机的内容 。引起我的注意,随后,我和这位小伙唠了起来 。他说他的朋友正在试制一款全新结构,全封闭压力式蒸汽轮机 。我一听,哎呀,正和我想象的一样 。由于志同道合咱俩越唠越起劲儿 。小伙将这种发动机性能向我介绍一下 。他说,这种发动机体积小,重量轻,由于实验数据不全,暂时算不出功率 。但从理论上估算;一个一米内径的封闭压力式的蒸汽轮机,输出的扭矩约有80–100千千克(吨)所需锅炉内压力仅为5兆帕,一个(玲珑一号)就够了,它俩都小到一块去了 。这时,我产生一片联想;如果我们的舰船动力大、速度块,那可真是;我打你时说来就来,打完就走,你追赶不上 。最后送敌人三个字,(干气猴)中国海军的战力又提升了一大节 。我相信哪个小伙说的话是真的这种全封闭式蒸汽轮机能成功,即将问世 。
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