蒸汽机车的(de)工(gōng)作原理:
1.当蒸汽机内水沸腾时(shí),汽缸内的(de)空气急剧膨胀,推动汽缸内(nèi)的(de)活(huó)塞。这里(lǐ)是运用了能(néng)量的转化(huà),由水(shuǐ)的化学(xué)能转化为空气的内能,又由空气的内(nèi)能(néng)转化(huà)为活塞的机械(xiè)能)活塞带动了连在(zài)后面的轮轴(zhóu),在(zài)与它连接的(de)杠杆左右两边(biān)就是汽车的车轮,这样变使得汽车动起来了(le).
2.这(zhè)里是运用的了在温度不变的条件下,压强随气(qì)体体积的(de)增大(dà)而减小。液体的沸点(diǎn)随压强的(de)减小而减小)通过燃(rán)料作用,水又在次沸腾,带动活塞及其轮轴(zhóu),使得汽车可(kě)以周而复(fù)始(shǐ)的运动下去。
蒸汽机车优点:
现代蒸汽机的最(zuì)大(dà)的优(yōu)点是它几乎可(kě)以利用所有(yǒu)的燃料将热能转化为机械能。不像内燃(rán)机那样,它对其燃料不挑剔。此外(wài)没有蒸汽机的话原子能无(wú)法被使用。
另一种有(yǒu)类似优点的小(xiǎo)巧的(de)外燃机是斯特林发动机(jī)。其缺点是它在许(xǔ)多情况下难以运行(háng)。现代的混合动力汽(qì)车就是为了弥补(bǔ)这个缺(quē)点而设计(jì)的。
尤其在高山上(shàng)蒸汽(qì)机(jī)机(jī)车的优点显著,因为(wéi)它们也可以(yǐ)在比较低的气压下运(yùn)行。当南美洲(zhōu)将用柴油-电力机车取代(dài)它们的蒸汽(qì)机车后这(zhè)一(yī)点就被(bèi)发现了。
瑞士和奥(ào)地利新的齿轨(guǐ)铁路使用现代的蒸汽机,这些(xiē)蒸汽机只需要(yào)一(yī)个(gè)人来运行,比起过去的蒸汽机(jī)它节(jiē)省60%的燃(rán)料,比起电力(lì)机(jī)和柴油机它(tā)轻50%,因此对齿轨(guǐ)的(de)磨(mó)损小得(dé)多(duō)。
蒸汽(qì)机车缺点:
离不(bú)开锅炉,整个(gè)装置既笨重又庞大;新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力(lì)不能(néng)过(guò)低,热效(xiào)率难以提高;它是一种往复式(shì)机器(qì),惯性力限制了转速的提高(gāo);工作过程是不连(lián)续的,蒸汽的流(liú)量受到限制,也就限(xiàn)制了功率的提高。
因此,抛(pāo)弃了笨重锅炉的内燃机,最终以其重(chóng)量轻,体积小、热效率高和操作灵(líng)活等(děng)优点,在船舶和机车上(shàng)逐(zhú)渐取代(dài)了蒸汽机(jī)。汽轮(lún)机则(zé)以其热(rè)效率高(gāo)、单机(jī)功率大、转速高、单位功(gōng)率重量轻和(hé)运行平(píng)稳等优(yōu)点(diǎn),将蒸(zhēng)汽机排挤出了(le)电站。
接着电动机(jī)又以其使用方便,代替(tì)了蒸汽(qì)机在工业设(shè)备中的应用。然(rán)而小功率蒸汽机热效(xiào)率比汽(qì)轮(lún)机(jī)高,所以在产煤区(qū)或(huò)只(zhī)有劣质燃料的地区或(huò)某些特殊(shū)场合,蒸汽机(jī)仍有发挥作用的余地。