Друг рудокопа

Впоследствии машина Севери была усовершенствована Дезагюлье, предложившим охлаждать пар в сосуде путем впрыскивания в него воды. Это существенно сократило длительность конденсации и увеличило частоту рабочих циклов, т. е. производительность. Одна из таких машин была выписана Петром I и установлена в Летнем саду.

Машины Севери мало соответствовали сложившимся позднее представлениям о паровой машине, так как у них не было движущихся частей. Теперь их называют термомеханическими насосами. Тем не менее это была первая машина, способная работать непрерывно. Она имела большой промышленный спрос, несмотря на то что была крайне неэкономична (ее кпд, как выяснилось позднее, не достигал и 1%).

Из-за отсутствия движущихся частей машины Севери оказались очень надежными и долговечными. Эти качества, свойственные термомеханическим насосам, являются причиной того, что интерес к ним сохранился и по сей день. Так, в конце XIX в. американский инженер Галль получил 29 патентов на усовершенствованный насос типа Севери, который под названием пульзометра, или парового насоса, широко использовался в заводском и железнодорожном водоснабжении.

Позднее изобретатель Гауссман предложил установить между паром и водой гибкую пленку, чтобы уменьшить конденсацию пара. И сейчас время от времени появляются новые термомеханические насосы, используемые в тех случаях, когда экономичность не столь важна, как надежность и долговечность.

Большое влияние на дальнейшее развитие тепловых двигателей оказал Дени Папен. Папен человек очень интересной судьбы, член многих академий, работал вначале п Париже с известным голландским физиком Христианом Гюйгенсом, а в 1675 г. переселился в Лондон, где долгое время работал с другим известным физиком Робертом Ьойлем. В ходе совместных работ с Гюйгенсом Папен ознакомился с принципом получения работы за счет использования поршня в цилиндре. Эта идея первоначально развивалась парижским аббатом Жаном Готфейлем.

Предложения Гюйгенса и Готфейля были очень похожи. В цилиндр помещали поршень и под ним поджигали порох. Под действием продуктов сгорания поршень поднимался, его фиксировали в этом положении, продукты сгорания охлаждали. В результате их объем уменьшался, под поршнем возникало разрежение. Под действием атмосферного давления поршень опускался и мог совершать полезную работу.

Использование атмосферного давления было в то время естественным решением проблемы, навеянным влиянием открытого в XVII в. атмосферного давления, силу которого так наглядно продемонстрировал в 1654 г. бургомистр Магдебурга Отто фон Герике. Широко известен его опыт с магдебургскими полушариями, из которых был откачан воздух (их не могли разъединить 16 лошадей).

Для того чтобы откачать воздух, Герике изобрел первый вакуумный насос (теперь такую конструкцию имеют велосипедные насосы, отличающиеся от насоса Герике только расположением клапанов). Герике принадлежат и другие изобретения: первый барометр и один из первых термометров. Оба эти прибора украшали одну из стен его дома.

В 1654 г. Герике продемонстрировал в Регенсбурге еще один интересный опыт. Поршень зафиксировали в верхнем положении, создав под ним и над ним вакуум, и привязали веревку, перекинутую через блок. За конец веревки ухватились двадцать мужчин. Когда Герике открыл доступ воздуха из атмосферы в пространство над поршнем, то под давлением атмосферного воздуха поршень опустился, приподняв тех, кто хотел его удержать.

Именно эти опыты натолкнули в свое время Готфей-ля и Гюйгенса на идею атмосферного двигателя. Разработки Гюйгенса и Готфейля навели Папена на мысль заменить продукты сгорания паром, который можно сконденсировать. Поскольку объем конденсата намного меньше, можно получить более высокое разрежение, и полезная работа будет больше.

В его паровой машине, которую он предложил за 8 лет до появления машин Севери, цилиндр устанавливали вертикально и под поршень наливали воду. Затем дно цилиндра нагревали, и поршень поднимался под давлением пара. Разрежение под поршнем возникало, когда переставали нагревать дно цилиндра и пар охлаждался.

Другое по технологическим наукам

Сплошная химия
Один из лидеров современной химической индустрии — американский концерн DuPont — начинался как семейное «пороховое» дело, но за два столетия трансформировался в крупнейший инкубатор открытий в сфере бытовой химии ...