PARNÍ STROJ
Daniela Vandasová
HISTORIE PARNÍHO STROJE
◦ Hérónova baňka
◦ Denis Papin
◦ Thomas Savery
◦ Thomas Newcomen
◦ James Watt
◦ 19. století
◦ 20. století
DALŠ
Í
HÉRÓNOVA BAŇKA
◦1. parní stroj
◦Sestrojil Hérón Alexandrijský;
1. stol. n. l.
◦Hérón A. :matematik, vynálezce
◦:řešení úloh matematiky, fyziky, mechaniky
◦:pokus o sestrojení perpetuum mobile
◦Hérónova baňka považována pouze za hračku-nikdy
praktické využití
ZPĚT
DENIS PAPIN
◦Studium lékařství
◦1670: Spolupráce s Christianem Huygensem-pokusy s vodní pumpou
◦1682: Člen Královské společnosti- popisuje Papinův hrnec
◦Další vynálezy:
1. Nízkotlaký parní stroj 2. Ponorný člun
3. Odstředivé čerpadlo 4. Parní čerpadlo
◦Na jeho myšlenky navazuje Thomas Savery
THOMAS SAVERY
◦ Vychází z objevů D.
Papina
◦ 1698: Patentoval první parní stroj-čerpat vodu z dolů
◦ Zdokonalen ve spolupráci s
Thomasem Newcomenem
THOMAS NEWCOMEN
◦Vytvořil atmosférický parní stroj
◦Princip: Kondenzace syté páry
◦Prostor pod pístem naplněn párou s normálním tlakem
◦Vstřikování studené vody pod píst → kondenzace páry, vznik podtlaku
◦Píst tlačen atmosférickým tlakem
◦Píst pevně spojen s táhlem-práce kývavým pohybem nahoru a dolu (jako zahradní pumpa)
ZPĚT
JAMES WATT
◦Považován za vynálezce parního stroje ALE pouze navazuje na myšlenky Thomase Saveryho a
Thomase Newcomena
◦Zdokonalil atmosférický p.s. Thomase Newcomena- přesunutí kondenzace mimo prostor válce → konec ochlazování stěn válce-vyšší účinnost stroje
◦1785: Sestrojil vlastní parní stroj
◦Další Wattovy objevy a vynálezy 1. Dvojčinný parní stroj
2. Parní regulátor 3. Objev složení vody
4. Upřesnění F. pojmu „práce“
5. Jednotka koňská síla-později watt
ZPĚT
JAMES WATT – PARNÍ STROJE
19. STOLETÍ
◦ Parní stroj nejvýznamnější zdroj energie- „století páry“
◦ Doprava:
1. Vlaky- parní lokomotivy 2. Lodě- parníky
◦ Průmysl: Stroje poháněné transmisemi
◦ Zemědělství 1. Parní oračky 2. Parní mlátičky
3. Parní lokomobily (Sentinely)
ZPĚT
PARNÍ LOKOMOTIVA
◦ Trakční kolejové vozidlo
◦ První tvůrci: George a Robert Stephensonovi; 1815
◦ 1825: vlak (30t ) Stockholm- Darlington; až 6,5 při stoupání
◦
ZPĚ
T
PŘÍKLADY PRVNÍCH PARNÍCH
LOKOMOTIV
PARNÍK
◦ První sestrojil Robert Fulton r. 1803
◦ Nejdříve: kolesový parník
◦ Poháněn kolesy (koleso podobné mlýnskému kolu)
◦ Využíván až do ½ 20. stol.
◦ 2 typy:
◦ Boční kolesa
◦ Zadní kolesa
◦ Později kolesa nahrazena lodním šroubem
◦ Větší účinnost ALE poškozují dna menších toků, ohrožení vodními rostlinami, těžší manipulace s lodí
ZPĚ
T
PARNÍKY - POHON
TRANSMISE
◦Mechanický přenos hnací síly, mechanické práce z jednoho zdroje k více spotřebičům
◦Základ: HŘÍDEL
◦Průchod ze strojovny do
provozů s poháněnými stroji (vedení u stropu, na podlaze, pod podlahou)
◦Na hřídeli ŘEMENICE-přes ně transmisními řemeny poháněny jednotlivé stroje
ZPĚT
20. a 21. STOLETÍ
◦ Význam postupně upadá
◦ Doprava nahrazen spalovacími motory
◦ Průmysl nahrazen elektrickými stroji, parní turbínou
◦ Nejdéle využívané: těžní parní stroje
ZPĚT
PARNÍ TURBÍNA
◦Točivý tepelný stroj
◦Převod tlakové a kinetické energie páry na energii mechanickou
◦Vynálezce: sir Charles Persons r. 1884
◦Náhrada za parní stroj-vyšší účinnost
◦Sestava: jedno (nebo několik) postupně se zvětšující lopatkové kolo
1. Nepohyblivá lopatková kola-ROZVÁDĚCÍ (součást statoru stroje)
2. Pohyblivá kola spojená s rotující osou (umístěna na hřídeli)-OBĚŽNÁ (spolu s hřídelí-ROTOR)
◦Zvýšení účinnosti-rozdělení na několik stupňů-nízkotlaký, vysokotlaká (někdy i
středotlaký)
ZPĚ
T
PRINCIP ČINNOSTI
◦Hoření paliva→Teplo→Ohřev vody→Pára
◦Pára z kotle vedena přes regulátor do šoupátkové komory
◦Tam rozdělována do válce-tlakem způsobuje pohyb pístu
◦Použitá pára přes šoupátkovou komoru vypouštěna ven
◦Posuvný pohyb pístu přes pístní tyč, křižák, ojnici přenášen na kliku- posuvný pohyb převeden na rotační
◦Část výkonu odebírána ústrojím vnějšího rozvodu:
1. Řízení nuceného pohybu částí vnitřního rozvodu (šoupátka, ventily) 2. Usnadnění rozběhu stroje
3. Umožnění nastavení stupně plnění válce 4. Reverzace
PRINCIP ČINNOSTI
REVERZACE
◦ Změna směru v chodu stroje – lokomotivy, lokomobily, lodě
◦ Prováděna za klidu změnou v rozvodu
◦ Na stranu pístu přiváděna tlaková pára a obráceně
REVERZACE A BĚŽNÝ CHOD
Reverzace změnou polohy šoupátka a kliky.
ZPĚ
T
ÚČINNOST PARNÍCH STROJŮ
◦ η
nižší než souč. tepelné stroje (max. 30%)◦ η
kotle= cca 50% → Výsledná účinnost (většinou) 5-15%◦Běžné spalovací motory
η
=35% -proto větší oblíbenost, ALE:1. Vysoká spolehlivost
2. Schopnost práce v různých režimech (různé otáčky a výkony, snadná
reverzace)
3. Nevadí přetížení; k poškození nedojde ani, když se stroj přetížením zastaví
ÚČINNOST:
η= ()
DALŠ
Í
ZDROJE
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/Parn%C3%AD_stroj
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/H%C3%A9r%C3%B3n_Alexandrij sk%C3%BD
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/Denis_Papin
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/Thomas_Savery
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/James_Watt
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/Parn%C3%AD_lokomotiva
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/Parn%C3%ADk
◦ http://cs.wikipedia.org/wiki/Transmise ;
http://mve.energetika.cz/prevody/transmise.htm
