История на парните двигатели - промишленост, производство
1. Изграждане на двигателя
2. Газови топлинни двигатели
Първият механичен двигател, намерил практическо приложение, е парната машина. Първоначално тя е била предназначена за фабрично производство, но по-късно парната машина започва да се инсталира на самоходни машини - парни локомотиви, параходи, автомобили и трактори.
Хората са мислили да използват парата като работна среда в древни времена, но едва в края на 17 - 18 век са намерили начин да свършат полезна работа с помощта на пара. Парата работеше с помпа, която изпомпваше вода в резервоара. Водата, изтичаща от резервоара и падаща върху водното колело, го караше да се върти. Водното колело от своя страна задейства фабричните механизми и машини. По този начин, дори след изобретяването на парната помпа, водното колело остава директният двигател на работещите машини. Отне много време, преди любознателният човешки ум да създаде надежден двигател, способен директно да управлява различни машини и механизми. Изминаха повече от два века преди да се появи двигателят, който се превърна в една от предпоставките за появата на нов тип бойни машини - танкове.
1. Създаване на двигателя
Машината на Savery работи по следния начин: първо запечатан резервоар се напълва с пара, след това външната повърхност на резервоара се охлажда със студена вода, която кондензира парата и в резервоара се създава частичен вакуум. След това вода - например от дъното на мината - се засмуква в резервоара през всмукателната тръба и след инжектирането на следващата порция пара се изхвърля през изхода. След това цикълът се повтори, но водата можеше да бъде вдигната само от дълбочина по-малка от 10,36 m, тъй като в действителност тя беше изтласкана от атмосферното налягане.
Първата успешна парна машина с бутало е построена от французина Денис Папен, чието име често се свързва с изобретяването на автоклава, който днес е в почти всеки дом под формата на тенджера под налягане.
През 1674 г. Папен построява прахообразен двигател, чийто принцип се основава на запалването на праха в цилиндъра и движението на буталото вътре в цилиндъра под въздействието на праховите газове. Когато излишните газове напуснат цилиндъра през специален клапан, а останалият газ се охлади, в цилиндъра се създава частичен вакуум и буталото се връща в първоначалното си положение под въздействието на атмосферното налягане.
Колата не беше особено успешна, но даде на Папен идеята да замени барута с вода. И през 1698 г. той построи парна машина (през същата година англичанинът Савери също построи своята „пожарна машина“). Водата се загрява във вертикален цилиндър с бутало вътре и получената пара бута буталото нагоре. Когато парата се охлажда и кондензира, буталото се изтласква от атмосферното налягане. По този начин, чрез система от блокове, парната машина Papen може да задвижва различни механизми, например помпи.
Чувайки за парната машина на Папен, Томас Нюкомен, който често посещава мините в Западна страна, където работи като ковач и разбира по-добре от всеки друг, колко добри помпи са необходими за предотвратяване на наводненията в мините, обединява сили с водопроводчик и стъклар Джон Кали изграждане на по-добър модел. Първата им парна машина е инсталирана в въглищна мина в Стафордшир през 1712 година. Както при машината Papen, буталото се движеше във вертикален цилиндър, но като цяло машината на Newcomen беше много по-сложна. За да елиминира процепа между цилиндъра и буталото, Newcomen фиксира гъвкав кожен диск в края на последния и излива малко вода върху него.
Пара от котела влезе в основата на цилиндъра и повдигна буталото нагоре. Но когато в цилиндъра се инжектира студена вода, парата се кондензира, в цилиндъра се образува вакуум и под въздействието на атмосферното налягане буталото се спуска. Този обратен ход отстрани водата от цилиндъра и чрез верига, свързана с кобилица, която се движеше като люлка, повдигна пръта на помпата нагоре. Когато буталото беше в най-ниската точка на хода си, парата отново навлезе в цилиндъра и с помощта на противотежест, прикрепена към пръта на помпата или на кобилицата, буталото беше повдигнато в първоначалното си положение. След това цикълът се повтори.