蒸汽机是谁发明的(蒸汽机原理)蒸汽机是现代火车的最初原型，是20世纪最伟大的发明，甚至开创了蒸汽时代。工业革命的部分原因是瓦特改进了蒸汽机，但瓦特没有发明蒸汽机，他只是改进了蒸汽机。那是谁发明了蒸汽机？蒸汽机的原理是什么？

什么是蒸汽机？

蒸汽机是将蒸汽能量转化为机械功的往复动力机器。蒸汽机的出现曾经引发了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动力，然后逐渐让位于内燃机和蒸汽轮机。蒸汽机需要一个煮水产生高压蒸汽的锅炉。这种锅炉可以使用木材、煤、石油、天然气甚至垃圾作为热源。蒸汽的膨胀推动活塞做功。

蒸汽机是一种能将动能转化为功的热机。水泵、机车和现代船只都是由蒸汽机驱动的。蒸汽机在工业革命中发挥了根本性的作用。今天，人们仍然使用蒸汽涡轮发动机发电。

谁发明了蒸汽机

众所周知，蒸汽机是瓦特发明的，但实际上瓦特并不是发明蒸汽机的第一人。早在1世纪，古希腊数学家亚历山大的希罗就发明了蒸汽球，这是第一台蒸汽机的雏形。

1679年，法国物理学家丹尼斯·巴本在观察到蒸汽从他的高压锅中逸出后，制作了第一个蒸汽机工作模型。大约在同时，塞缪尔·莫兰也提出了蒸汽机的想法。

1688年，法国物理学家丹尼斯·帕本制造了第一台带有汽缸和活塞的简单蒸汽机。然而，帕潘的发明实际上并没有应用于工业生产。

1705年，经过长期的研究，纽曼结合了帕潘和塞维利亚发明的优点，创造了空燃气蒸汽机。

改进过程

1757年，瓦特在格拉斯哥大学担任实验员，专门制造和修理教学仪器。它为瓦特大学提供了一个学习和实践的好机会。他孜孜不倦地学习，精通德语和意大利语，一有机会就咨询大学里的教授，有时还和他们争论科学技术。

1763年，一台送到大学外面的蒸汽机请瓦特修理。瓦特和其他几个人详细研究了它。经过仔细研究，瓦特发现纽曼蒸汽机有很多缺陷，主要是油耗太大，笨拙，而且它的应用范围有限，所以只能用于矿井抽水和灌溉。瓦特决心制造一台比它更好的蒸汽机。

1784年，瓦特对其进行了改进，增加了自动调节蒸汽机速度的装置，使其适用于各种机械运动。此后，纺织工业、矿业、冶金工业、造纸工业、陶瓷工业等工业部门相继采用蒸汽机作为动力。1807年，美国皮草在船上安装了瓦特的蒸汽机。从此，航运业的帆船时代结束了。

1814年，英国人斯蒂芬在火车上安装了瓦特的蒸汽机，一个陆地运输的新时代开始了。20世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲和北美广泛使用，因此被称为“蒸汽时代”瓦特于1819年去世。为了纪念他的伟大发明，后世称发电机和电动机的功率计算单位为“瓦特”。

这样看来，瓦特只是蒸汽机的改进者，并不是蒸汽机的发明者，但话说回来，没有瓦特对第一台蒸汽机的一丝不苟的改进，就不会有蒸汽的时代，工业效率也不会大大加快。

蒸汽机原理

蒸汽机为所有早期的机车、轮船和工厂提供动力，因此它们是工业革命的基础。在这篇文章中，我们将学习蒸汽机是如何工作的。

下图显示了活塞式蒸汽机的主要部件。这是蒸汽机车上使用的典型蒸汽机。

图为双作用蒸汽机，因为它的阀门使高压蒸汽交替作用于活塞两侧。下面演示了运行中的发动机:

如你所见，滑阀负责让高压蒸汽进入气缸的两侧。而阀门的控制杆通常钩在连接十字头的连杆上，所以十字头的运动也会使阀门滑动。

从这张图中可以看出，废蒸汽只是排放到空气体中。这解释了蒸汽机车的两件事:

它解释了为什么蒸汽机车需要在车站加水——随着蒸汽的消耗，水不断流失。

它解释了火车“喘息”声的来源。当阀门打开钢瓶释放废蒸汽时，蒸汽以巨大的压力冲出，产生“吱吱”的声音。当火车启动时，活塞移动得很慢，然后火车开始变得更快，活塞移动得更快。这就产生了我们在火车启动时经常听到的效果:“呼……呼哧……呼哧……呼哧”。

在蒸汽机车中，十字头通常连接到传动杆，并从那里连接到驱动机车车轮的连杆。结构通常如下:

在该图中，十字头与传动杆连接，传动杆与列车的三个驱动轮之一连接。这三个轮子通过连杆连接，所以它们同步旋转。

锅炉

蒸汽机所需的高压蒸汽来自锅炉。锅炉的任务是加热水产生蒸汽。实现有两种方式:消防管道和水管。

火管锅炉在19世纪早期更为普遍。它由一个水箱组成，许多管子穿过水箱。燃烧煤或木材产生的热气从这些管道穿过加热箱中的水，如下所示:

在火管锅炉中，整个水箱都处于高压下，所以一旦水箱破裂，就会引起大爆炸。

如今，使用水管锅炉更常见，水在火加热的气体中流经一排管子。以下简化示意图描述了水管锅炉的典型结构:

在真正的锅炉中，结构会复杂得多，因为锅炉的目的是尽可能从燃烧的燃料中吸收热量，以提高效率。

独家世界观:蒸汽机的发明改善了我们的生活。如果没有这些科学家的艰苦研究和瓦特的精心改进，我们可能不得不在几十年后赶上火车、汽车和其他交通工具。可以说，蒸汽机的发明促进了工业革命的成功。