汽轮机的发明

qilupzh

　　汽轮机是一种古老的想法只有靠技术的进步才能实现的范例。在19世纪后半期，钢及其合金得到了广泛使用。汽轮机就是在这种情况下出现的。
/ Q) Q% Z  f9 X4 r  c4 Q- @　　借助于连杆和曲轴将汽缸内活塞的线性运动变成转动，看来是一种迂回曲折的途径。如果把蒸汽直接喷在一个轮子的翼板上，就像水直接冲在水车上那样，事情一定会简单得多。这种想法 （冲击涡轮机的原理），是一个叫布兰卡的意大利人早在1629年就提出来的。反击式涡轮机（从涡轮机的外缘喷出的蒸汽转动轮子，蒸汽就像从轮转烟火的外缘冒出火花一样）的原理甚至还要古老。它是亚历山大城的赫罗在公元2世纪提出来的。然而自从工业革命开始以后，包括瓦特和特里维雪克在内的许多发明家，都曾试制过汽轮机或“旋转发动机”，可是都没有成功。
　　这个简单的想法容易使人误解，因为隐伏着一个很大的困难。这种涡轮机必须以闻所未闻的速度旋转，才能吸收蒸汽能量的有用部分。如果转不了那么快，这种装置比起活塞发动机来效率就差多了。罗斯伯爵的第六个儿子
　　（也是最小的一个儿子）帕森斯，在纽卡斯尔任工程师的初期解决了这个棘手的难题。他把一套有翼板的轮子安装在一个轴上，使蒸汽通过一个又一个轮子，轮子的直径随蒸汽压力的降低而增大。通过这种方式，每个轮子都吸收蒸汽的部分能量，这样速度就很高了。帕森斯的第一台涡轮机（于1884年获得专利）的转速，达到了每分钟 18000转。以前的任何技术都解决不了这项发明提出的问题。
) n2 y% U: ^' J, _$ o, f' i　　涡轮机后来用作轮船的推进器，像“卡马尼亚号”、“鲁西塔亚号”和
( J: |5 C* {. M0 o　　“毛里塔尼亚号”这些早期的大型班船，都是用涡轮机推进的。然而帕森斯原来却是想用他发明的机器来发电。他设计的一种能够高速运转的直流发电机也获得了专利。
+ V8 ?( c9 K. f4 {　　虽然后来在欧洲大陆和美国出现了与之竞争的涡轮机，但是帕森斯却不失为研制涡轮机的先驱者。也许除纽科门的蒸汽机外，没有什么发明是由一个人想出来而又那么完善，对社会的影响又那么大。如今我们一提到“蒸汽时代”，好像已成为历史，其实不然，我们所用电力的绝大部分，仍然是用汽轮机产生的。这些汽轮机，无一不是从帕森斯发明的汽轮机演变而来的。

Mrjianhuili

向院士学习了！讲的不是很详细。 想了解更多的汽轮机的历史和科学技术史！

qilupzh

公元一世纪时，亚历山大的希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，这是最早的反动式汽轮机的雏形；1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。

/ S8 o1 s6 Q* x" R　　19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机，并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。单级冲动式汽轮机功率很小，现在已很少采用。
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/ X! V. ~7 C+ {( N' \% s　　20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路，已被广泛采用，机组功率不断增大。帕森斯在1884年取得英国专利，制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机，这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。

　　20世纪初，美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机，每个速度级一般有两列动叶，在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片，将汽流导向第二列动叶。现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上，主要驱动泵、鼓风机等，也常用作中小型多级汽轮机的第一级。

qilupzh

　与往复式蒸汽机相比，汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的，单位面积中能通过的流量大，因而能发出较大的功率。大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度，故热效率较高。19世纪以来，汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上，增大单机功率和提高装置的热经济性。
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　　汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦，如果单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百台，因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦，30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。

1 r, U" O( u' ]# j) r0 p  @' }. t　　此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。50年代，随着战后经济发展，电力需求突飞猛进，单机功率又开始不断增大，陆续出现了325～600兆瓦的大型汽轮机；60年代制成了1000兆瓦汽轮机；70年代，制成了1300兆瓦汽轮机。现在许多国家常用的单机功率为300～600兆瓦。

　　汽轮机在社会经济的各部门中都有广泛的应用。汽轮机种类很多，并有不同的分类方法。按结构分，有单级汽轮机和多级汽轮机；各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机，和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机；各级装在一根轴上的单轴汽轮机，和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。

5 }- e9 v; c" c　　按工作原理分，有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机；蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机；以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。

　　按热力特性分，有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器，排汽压力低于大气压力，因此具有良好的热力性能，是最为常用的一种汽轮机；供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械，又提供生产或生活用热，具有较高的热能利用率；背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机；抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机；饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。

aganspring

学习了，呵呵

dengdoubo

LZ真是院士？

wangxinyue

我以前一知半解，现在知道汽轮机的功用了。