Паровоз — инновационный локомотив, оснащенный паросиловой установкой, преобразующей тепловую энергию
в механическую. Его сердцем служат паровые машины, которые заставляют колеса вращаться.
Когда появились паровые поезда?
Зарождение паровых поездов ознаменовалось следующими значительными этапами:
- Первый рабочий паровоз был изобретен Ричардом Тревитиком в 1804 году.
- Более эффективная модель была разработана Джорджем Стефенсоном в 1815 году.
- Первая общественная железная дорога на паровозной тяге появилась в Великобритании в 1825 году.
- В США общественные железные дороги возникли в 1830 году.
- В Германии подобный транспорт появился в 1835 году.
Изобретение паровых поездов произвело революцию в области транспорта, сделав возможными перевозки на большие расстояния с беспрецедентной скоростью и эффективностью.
Чем заправляют паровоз?
В паровозе находится резервуар, который заправляется газом для зажигалок. В кабине находится водомерное стекло, для определения уровня воды в котле и манометр — для определения рабочего давления.
Как работали старые паровозы?
Рабочий принцип паровозов заключается в преобразовании тепловой энергии сгораемого топлива в механическую энергию движения.
- Вода внутри котла нагревается, превращаясь в невидимый пар.
- Обладая большим объемом, чем вода, пар создает высокое давление внутри котла.
- Давление толкает поршни, которые соединены с движущими колесами локомотива.
- Поршни двигаются вперед и назад под действием пара, вращая колеса и приводя паровоз в движение.
Паровоз требовал постоянного контроля за уровнем воды в котле, а также за давлением пара. Машинист использовал регулятор и заслонку, чтобы контролировать подачу топлива и тягу, соответственно.
- Регулятор изменяет количество пара, подаваемого в цилиндры, тем самым регулируя скорость паровоза.
- Заслонка контролирует количество воздуха, поступающего в топку, что влияет на интенсивность горения топлива.
Как работали паровозы?
Парообразование в паровозах происходит в котле (топке), где сгорает топливо (обычно уголь). Образовавшийся пар проходит через подогреватель, увеличивая свою температуру, а затем подается в цилиндры.
В цилиндрах пар совершает работу, толкая поршни. Поршни через кривошипно-шатунный механизм превращают поступательное движение во вращательное. Это вращение передается на колеса, которые приводят паровоз в движение.
Действительно, из-за наклонов пути управление паровозом требовало высокой квалификации. Машинисту необходимо было контролировать подачу пара в цилиндры, а также торможение на спусках и добавление пара на подъемах. Несвоевременная подача пара или торможения могли привести к поломке оборудования или даже сходу с рельсов.
Интересной особенностью паровозов являлась их система сцепления. Для повышения тягового усилия применялись спаренные паровозы, то есть два паровоза, соединенные вместе.
Кроме того, паровозы сыграли важную роль в развитии железных дорог и оказали существенное влияние на промышленную революцию. Они были основным видом тяги до середины XX века, когда их заменили тепловозы и электровозы.
Когда мы перестали использовать паровые двигатели?
В 1960 году в США произошел закат паровых локомотивов на регулярных пассажирских и грузовых перевозках.
Последними оплотами эксплуатации паровозов являлись железные дороги Иллинойс-Сентрал и Норфолк и Вестерн.
Почему прекратились паровозы?
Паровозы сошли с рельс из-за высоконакладного обслуживания: они требовали специализированной инфраструктуры (угольные башни, водонапорные сооружения),
что увеличивало затраты на содержание и количество персонала.
Какой двигатель использовался в первом поезде?
Первый паровой локомотив В 1802 году Ричард Тревитик запатентовал «двигатель высокого давления». Это устройство стало ключевым компонентом в создании первого парового локомотива на рельсах. 21 февраля 1804 года, после испытаний своего трамвайного двигателя высокого давления, Тревитик успешно продемонстрировал его работу, перевезя: — 10 тонн железа — 5 фургонов — 70 человек Значение изобретения Тревитика Паровой локомотив Тревитика стал поворотным моментом в истории транспорта. Он был первым рабочим локомотивом, способным перевозить грузы и людей. Это изобретение заложило основу для железнодорожных перевозок, которые впоследствии стали важнейшим фактором в промышленной революции.
Используются ли еще паровые двигатели?
Последние паровые двигатели метровой и узкой колеи прекратили свою работу в 2000 году. Большинство из них были списаны, но ряд образцов сохранился в железнодорожных музеях.
В настоящее время единичные паровозы продолжают использоваться на линиях наследия Индии.
Какое топливо используют поезда?
Биодизель и возобновляемые виды топлива. Традиционно локомотивы работают на нефтяном дизельном топливе, но сейчас железные дороги используют для их питания возобновляемое дизельное топливо и биодизельные смеси . И возобновляемое дизельное топливо, и биодизель производятся из возобновляемых источников энергии и не зависят от ископаемого топлива.
Как заправляли паровозы водой?
Заправка паровозов водой осуществлялась с помощью гидроколонки.
Помощник машиниста выполнял следующие действия:
- Открывал ключом замок на дужках гидроколонки.
- С помощью рычага вращал поворачивающуюся часть гидроколонки.
Кочегар забирался на тендер паровоза и принимал поворачивающуюся часть гидроколонки, предварительно открыв заправочный люк. В люке была установлена фильтрующая сетка.
Дополнительная информация: * Гидроколонки были стационарными или передвижными. * На некоторых паровозах устанавливались тендер-конденсаторы, которые позволяли заправлять паровоз конденсатом отработанного пара. * Скорость заправки паровоза составляла от 10 до 15 минут. * Заправка водой была критически важной операцией, так как паровоз мог проработать без воды всего несколько километров.
Как работали угольные поезда?
Принцип работы угольных поездов
Угольные поезда функционируют по принципу паровой машины на колесах. Процесс работы следующий:
- Уголь сжигается в топке котла локомотива.
- Горящие газы нагревают котел, в котором находится вода.
- Вода испаряется, увеличивая свой объем в 1700 раз.
- Пар под высоким давлением поступает в цилиндры, где перемещает поршни.
- Движение поршней передает усилие на колеса локомотива, обеспечивая его вращение.
Интересные факты
- Угольные поезда были широко распространены с середины 19 века до середины 20 века.
- Самый длинный в мире угольный поезд был длиной более 7 километров.
- Уголь использовался не только для разжигания пара, но и в качестве топлива для освещения и отопления вагонов.
Откуда из поезда выходит пар?
Дымоходная труба — это основной компонент паровоза, отвечающий за вывод отработанных газов.
- Дымовая труба является составной частью котла, предназначенной для отвода продуктов сгорания топлива из топки котла.
- Она создает необходимую тягу в котле, что обеспечивает эффективное горение топлива и повышение КПД паровоза.
- Отвод газов через дымовую трубу также снижает уровень шума и выбросов в окружающую среду.
Конструкция дымоходной трубы включает в себя:
- Корпус — содержит внутренний канал, по которому движутся газы.
- Колпак — защищает внутренний канал от попадания осадков и инородных предметов.
- Демпфер — регулирует поток газов путем изменения площади проходного сечения.
Сколько нужно угля для паровоза?
Расход зависит от того, какой состав тянет паровоз. Если 2 000 тонн, то каждый час будет тратиться 4 тонны угля, а в условиях показательных катаний – около 250 килограммов в час. – Конечно, паровозом намного сложнее управлять, чем тепловозом.
Почему дизельные поезда заменили паровые?
Дизелизация железных дорог произошла благодаря экономичности и гибкости дизельных локомотивов.
- Стоимостная эффективность: Дизельное топливо было дешевле угля, используемого в паровых локомотивах.
- Инерция замены: Инвестиции в паровое оборудование сдерживали замену, но дизелизация предлагала значительную эффективность.
- Увеличенная гибкость: Дизельные поезда могли маневрировать более легко и быстро, чем паровые локомотивы.
На чем работали паровые двигатели?
Принцип действия паровых двигателей
Для работы паровой машины необходим паровой котел. Однако в качестве источника тепла может использоваться любой агрегат, способный переводить воду в состояние насыщенного пара и последующего его перегрева. Некоторые паровые двигатели работают и на насыщенном паре.
Дополнительная информация:
- Паровые двигатели были первой успешной технологией производства механической энергии из тепла.
- Они сыграли важную роль в Промышленной революции, обеспечивая энергией фабрики и транспорт.
- К концу 19 века паровые двигатели были вытеснены более эффективными двигателями внутреннего сгорания, но они по-прежнему используются в некоторых нишевых применениях, таких как производство локомотивов и электростанции.
Почему люди перестали пользоваться паровыми поездами?
Внедрение электрических and двигателей внутреннего сгорания предвещало закате эры паровых локомотивов.
- Эффективность: Дизельные и электрические двигатели оказались значительно более экономичными в потреблении топлива.
- Скорость и мощность: Современные двигатели обеспечивали более высокую скорость и мощность, делая поезда более удобными и эффективными.
- Обслуживание: Паровые двигатели требовали интенсивного обслуживания, в то время как новые типы двигателей требовали меньшего технического обслуживания.
Почему отказались от паровых поездов?
Спад в отрасли паровых поездов был обусловлен сочетанием факторов.
- Снижение цен на нефть в 1960-х годах сделало дизельные двигатели более экономичным вариантом.
- Дизельные двигатели обладали превосходными характеристиками: они были более быстрыми, простыми в обслуживании и чистыми по сравнению с паровыми.
Эти преимущества привели к постепенному переходу железнодорожных компаний на дизелизацию, что в конечном итоге привело к почти повсеместному отказу от паровозов к концу 20 века.
Дополнительно к этому, дизельные двигатели также предлагали следующие преимущества:
- Более высокая эффективность, что приводило к меньшим затратам на топливо.
- Автоматизация, которая снижала потребность в квалифицированном персонале.
- Уменьшение загрязнения воздуха и шума, что улучшало условия труда для рабочих и пассажиров.
В результате сочетания этих технических, экономических и экологических факторов паровые поезда были постепенно вытеснены дизельными двигателями, став символом индустриальной эпохи, которая ушла в прошлое.
Какой двигатель был первым?
Хронология развития двигателя внутреннего сгорания (ДВС) началась с создания первого поршневого двигателя в 1807 году французским изобретателем Франсуа Исааком де Ривазом. Это был поршневой двигатель, названный впоследствии двигателем де Риваза, работающий на газообразном водороде. Конструкция двигателя включала важные компоненты ДВС, которые стали неотъемлемой частью последующих прототипов:
- Поршневая группа
- Система искрового зажигания
Помимо изобретения двигателя де Риваза, на протяжении истории были созданы и другие значимые достижения в области развития ДВС:
- 1860 г. — бельгийский инженер Жан-Жозеф-Этьен Ленуар создал первый практически применимый газовый двигатель.
- 1876 г. — немецкий изобретатель Николаус Отто разработал четырехтактный цикл, который стал основой для большинства современных ДВС.
- 1885 г. — немецкий инженер Готтлиб Даймлер сконструировал первый высокоскоростной двигатель.
- 1893 г. — немецкий изобретатель Рудольф Дизель запатентовал дизельный двигатель, работающий на тяжелом топливе.
Развитие ДВС оказало значительное влияние на различные отрасли промышленности, включая транспорт, энергетику и промышленное производство, и продолжает играть важную роль в современных технологиях.
Почему мы больше не используем паровые двигатели?
Обратной стороной паровых машин было то, что они были большими, тяжелыми и капиталоемкими . Со временем, когда использование ископаемого топлива и двигателей внутреннего сгорания стало более распространенным, паровые двигатели стали менее конкурентоспособными.
На чем ходят поезда в Индии?
Индийские железные дороги используют различные типы локомотивов для передвижения поездов:
- Электровозы: Широко эксплуатируются для электрифицированных маршрутов.
- Дизельные локомотивы: Работают на неэлектрифицированных участках.
- Локомотивы на сжатом природном газе (СПГ): Экологичный вариант для некоторых маршрутов.
- Паровозы: Используются на горных и исторических маршрутах в качестве туристических достопримечательностей.
Ходят ли поезда на керосине?
Керосиновые локомотивы в качестве топлива используют керосин . Это были первые в мире нефтяные локомотивы, на несколько лет опередившие дизельные и другие нефтяные локомотивы.