Трактор на паровой тяге

[sanitareugen]

А зачем, скажите, коленвал? Можно обойтись конструкцией попроще.

Для преобразования периодического возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное, а затем и в однонаправленное поступательное.

Отличные от коленвала конструкции изобретались неоднократно. Только они были куда сложнее...

[чукча]

Для преобразования периодического возвратно-поступательного движения в однонаправленное вращательное, а затем и в однонаправленное поступательное.

Отличные от коленвала конструкции изобретались неоднократно. Только они были куда сложнее...

Маховое колесо?

[digger]

Разновидность коленвала - колесо с эксцентричным рычагом, ничего сложного.

А может делать сразу ДВС на самогоне по типу моторчика для моделей?

[чукча]

В поршень, избыток стравливая предохранительным клапаном.Данный тип котла на твердом топливе проблематичен именно из-за нестабильности пламени,когда вбрасывают уголь,так будет часто гудеть в гудок. Но тут надо еще как-то сделать высокопрочные трубки из качественной стали.

Трубы в 18 веке либо паялись из полосок меди или жести ( соответсвующей прочностью на стыке), либо отливались (с безумной толщиной стенок). Бесшовные трубы - это конец 19 века. По чистой случайности водотрубные котлы - это тоже конец 19ого века:

------------------------------------------------

А уже спустя несколько десятилетий были созданы промежуточные производства стальных бесшовных труб. Так Братья Маннесман (Германия) в 1886 г. при обкатке стальных прутков в валках со смещенными осями (винтовая прокатка) получили внутри прутков, в сердцевине рыхлость, а за тем и полость, что позволило им запатентовать оригинальный высокопроизводительный способ производства бесшовных труб — гильз. Позднее ими же были созданы станы для дальнейшей раскатки полученных полых гильз в трубы требуемого сечения. Это изобретение великий американский изобретатель Т. Эдисон назвал самым удивительным изобретением XIX века, показанным на Всемирной Парижской выставке. Бесшовные трубы, изготовленные по способу, созданному братьями Маннесман, получили широкое применение в оружейном производстве, при изготовлении котлов и трубопроводов высокого давления, химического оборудования.

------------------------------------------------

[dragon.nur]

Американского механика-самоучку Ивенса (Evans) забыли. Его котлы и машины высокого давления (до 1.5 МПа) применялись, в т.ч., и на его "Амфибии" -- большеколёсной плавающей машине, служившей базой для дноуглубительных работ.

[Green]

Трубы в 18 веке либо паялись из полосок меди или жести ( соответсвующей прочностью на стыке), либо отливались (с безумной толщиной стенок). Бесшовные трубы - это конец 19 века. По чистой случайности водотрубные котлы - это тоже конец 19ого века:

Пардон, емнип локомобили Гернея, а затем и Хенкока, это начало 1830-х, имели водотрубный котел и работали с давление в несколько атмосфер, нет?

[чукча]

Американского механика-самоучку Ивенса (Evans) забыли. Его котлы и машины высокого давления (до 1.5 МПа) применялись, в т.ч., и на его "Амфибии" -- большеколёсной плавающей машине, служившей базой для дноуглубительных работ.

А у него было 15 атмосфер (1.5 МПа)? Вроде в начале 19 века высокое давление - это 3-5 атмосфер. Да и про базу дноуглубительных работ немного преувеличенно - есть сомнения что агрегат вообще был закончен.

[чукча]

Пардон, емнип локомобили Гернея, а затем и Хенкока, это начало 1830-х, имели водотрубный котел

Хм, вы правы, котел у них водотрубный:

http://www.gutenberg.org/files/12496/12496-h/12496-h.htm

Тоесть как-то нужные трубы умудрялись получать в 1827 году как минимум, хотя, возможно, это было штучной работой. Но можно ли получить их в 1780?

и работали с давление в несколько атмосфер, нет?

Да, несколько атмофер начали получать в начале 19 века, иначе и паровозов-пароходов не было бы. Но речь шла про 18ый.

[Green]

Хм, вы правы, котел у них водотрубный:

http://www.gutenberg.org/files/12496/12496-h/12496-h.htm

Тоесть как-то нужные трубы умудрялись получать в 1827 году как минимум, хотя, возможно, это было штучной работой. Но можно ли получить их в 1780?

Да, несколько атмофер начали получать в начале 19 века, иначе и паровозов-пароходов не было бы. Но речь шла про 18ый.

Я не совсем понимаю, что вы полагает под "штучной работой".

Хенкок построил 9 машин за 5 лет, Руссель (или Рассел, забыл как его правильно) еще вроде бы на несколько целился, но авария перечеркнула. Герней, вроде тоже одной машиной не ограничился.

У меня создалось впечатление, что наращивание парка локомобилей (на водотрубных котлах, конечно) - вопрос скорее коммерческий чем технический. Если инженер в статье тратит половину объема на вопрос налогов, это кагбе говорит нам.

[чукча]

У меня создалось впечатление, что наращивание парка локомобилей (на водотрубных котлах, конечно) - вопрос скорее коммерческий чем технический. Если инженер в статье тратит половину объема на вопрос налогов, это кагбе говорит нам.

С какого года и в какой стране? В Англии 1827 - согласен.

[Green]

С какого года и в какой стране? В Англии 1827 - согласен.

В Англии 1827-го, само собой.

Возвращаясь к теме - вопрос в том, в чем разница по технологиям между, допустим Англией 1887 и Англией 1827. Инженерная мысль есть (допустим, Эванс как показатель), что поменялось в возможностях реализации, если поменялось?

[digger]

Есть вариант по блату достать бракованные ружейные стволы, они были сверленые.

[sanitareugen]

Наработаны рабочие. Квалифицированная рабочая сила в товарном количестве. Это основное.

Из второстепенных, но существенных - частичная стандартизация, не требующая разрабатывать всё с нуля. Решение ряда инженерно-математических задач, позволяющих рассчитывать, а не делать десятки опытов.

Ну и рост потребностей. Платежеспособных потребностей.

[Green]

Решение ряда инженерно-математических задач, позволяющих рассчитывать, а не делать десятки опытов.

С этого места поподробнее.

[sanitareugen]

Важный этап в развитии сопротивления материалов связан с опубликованием (в 1826) Л. Навье первого курса сопротивления материалов, содержавшего систематизированное изложение теории расчёта элементов конструкций и сооружений. Принципиальное значение имели труды А. Сен-Венана (2-я половина 19 в.). Им впервые были выведены точные формулы для расчёта на изгиб кривого бруса и сформулирован принцип, согласно которому распределение напряжений в сечениях, отстоящих на некотором расстоянии от места приложения нагрузки, не связано со способом её приложения, а зависит только от равнодействующей этой нагрузки.

Большие заслуги в развитии сопротивления материалов принадлежат русскому учёным М. В. Остроградскому, исследования которого в области сопротивления материалов, строительной механики, математики и теории упругости приобрели мировую известность, и Д. И. Журавскому, впервые установившему (1855) наличие касательных напряжений в продольных сечениях бруса и получившему формулу для их определения (эта формула применяется и в современной практике инженерных расчётов). Всеобщее признание получили исследования Ф. С. Ясинского, разработавшего (1893) теорию продольного изгиба в упругой стадии и за её пределами (рекомендации Ясинского послужили основой для разработки современных нормативных документов в СССР и за рубежом).

1-е начало Т. есть закон сохранения энергии для систем, в к-рых существенную роль играют тепловые процессы. Энергетич. эквивалентность теплоты и работы, т. е. возможность измерения и сравнения их количеств в одних и тех же единицах, была доказана К). Р. Майером (1842) и особенно опытами Дж. Джоуля (1843). 1-е начало Т. было сформулировано Майером, а затем более строго Г. Гельмгольцем (1847). Приведённая выше формулировка 1-го начала равнозначна, очевидно, утверждению о невозможности вечного двигателя первого рода. Из 1-го начала следует, что в случае незамкнутого процесса (когда система не возвращается в исходное состояние) разность DQ-DA=DU не равна, вообще говоря, нулю и не зависит от пути перехода между данными состояниями. Действительно, произвольный процесс в обратном направлении образует с каждым из прямых процессов замкнутый цикл, для к-рого указанная разность обращается в нуль. Т. о., DU представляет собой приращение величины U, имеющей в каждом состоянии вполне определ. значение. Эта величина (U) наз. внутренней энергией (или просто энергией) системы. Из 1-го начала Т. вытекает, что существует характеристическая функция состояния системы её энергия. Если речь идёт об однородном теле, к-рое способно совершать работу только при изменении объёма, то dA = pdV и бесконечно малое приращение (дифференциал) U равно:

dU=dQ-pdV,

где dQ — бесконечно малое приращение теплоты, не являющееся, однако, дифференциалом к.-л. ф-ции. При фиксир. объёме (dV=0) вся сообщаемая телу теплота идёт на приращение внутр. энергии, и поэтому, в частности, теплоёмкость су тела при пост. объёме равна:

cV=(дU/дT)V.

Второе начало термодинамики.

Запрещая вечный двигатель первого рода, 1-е начало Т. не исключает возможности создания такой машины непрерывного действия, к-рая была бы способна превращать в полезную работу практически всю подводимую к ней теплоту (т. н. вечный двигатель второго рода). Однако весь опыт по конструированию тепловых машин, имевшийся в нач. 19 в., указывал на то, что кпд этих машин (отношение полученной работы к затраченной теплоте) всегда существенно меньше единицы: часть теплоты неизбежно рассеивается в окружающую среду. Франц. учёный С. Карно первым показал (1824), что это обстоятельство имеет принципиальный хар-р, т. е. любая тепловая машина должна содержать помимо нагревателя (источника теплоты) и рабочего тела, совершающего термодинамич. цикл (напр., пара), также и холодильник, имеющий темп-ру, обязательно более низкую, чем темп-ра нагревателя (см. КАРНО ЦИКЛ). 2-е начало термодинамики представляет собой обобщение вывода Карно на произвольные термодинамич. процессы, протекающие в природе. Р. Клаузиус (1850) дал 2-му началу следующую формулировку: невозможен процесс, при к-ром теплота переходила бы самопроизвольно от тел более холодных к телам более нагретым. Независимо от Клаузиуса в несколько иной форме этот принцип высказал У. Томсон (Кельвин) в 1851: невозможно построить периодически действующую машину, вся деятельность к-рой сводилась бы к совершению механич. работы и соответствующему охлаждению теплового резервуара. Несмотря на качеств. хар-р этого утверждения, оно приводит к далеко идущим количеств. следствиям. Прежде всего оно позволяет определить макс. кпд тепловой машины. Если машина работает на основе цикла Карно, то на протяжении изотермич. контакта с нагревателем (T=T1) рабочее тело получает кол-во теплоты DQ1, а на др. изотермич. участке цикла, находясь в контакте с холодильником (Т=Т2), отдаёт ему кол-во теплоты DQ2.Отношение DQ2/DQ1 должно быть одним и тем же у всех машин с обратимым циклом Карно, у к-рых соотв. одинаковы T1 и Т2, и не может зависеть от природы рабочего тела. Если бы это было не так, то машину с большей величиной отношения DQ2/DQ1 можно было бы заставить работать в обратном направлении (поскольку циклы обратимы), приводя её в действие с помощью машины с меньшей величиной отношения. В такой комбинир. машине теплота от холодильника передавалась бы нагревателю без совершения работы. Согласно 2-му началу Т., это невозможно, и поэтому отношение DQ2/DQ1 у обеих машин должно быть одинаковым. В частности, оно должно быть тем же, что и в случае, когда рабочим телом явл. идеальный газ. Здесь это отношение легко может быть найдено, и, т. о., оказывается, что для всех обратимых циклов Карно

DQ1/DQ2 = T1/T2. (2)

Это выражение наз. пропорцией Карно. В результате для всех машин с обратимым циклом Карно кпд h максимален и равен: h=(T1-T2)/T1. Если цикл необратим, то кпд оказывается меньше этой величины. Пропорция Карно положена в основу определения абс. температурной шкалы (см. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ). Следствием 2-го начала Т. (пропорции Карно) явл. существование энтропии S как ф-ции состояния. Если ввести величину S, изменение к-рой при изотермич. обратимом сообщении системе кол-ва теплоты DQ есть DQ=D/T, то полное приращение S в цикле Карно будет равно нулю; на адиабатич. участках цикла DS=0 (т. к. DQ=0), а изменения на изотермич. участках компенсируют друг друга. Полное приращение энтропии оказывается равным нулю и при осуществлении произвольного обратимого цикла, что доказывается разбиением цикла на последовательность бесконечно тонких циклов Карно (с малыми изотермич. участками). Отсюда следует (как и в случае внутр. энергии), что энтропия S явл. ф-цией состояния системы, т. е. изменение S не зависит от пути перехода. Используя понятие энтропии, Клаузиус (1876) дал наиболее общую формулировку 2-го начала Т.: существует ф-ция состояния системы её энтропия S, приращение к-рой dS при обратимом сообщении системе теплоты равно:

dS=dQ/T; (3)

при реальных (необратимых) адиабатич. процессах dS>0, т. е. энтропия возрастает, достигая макс. значения в состоянии равновесия. 2-е начало Т. не имеет столь абс. хар-ра, как 1-е начало, оно нарушается при флуктуациях.

Выяснение статистич. природы энтропии (австр. физик Л. Больцман, 1872) привело к построению термодинамич. теории флуктуации (А. Эйнштейн, 1910) и к развитию термодинамики неравновесных процессов.

Термодинамические потенциалы.

Определение энтропии позволяет написать след. выражения для дифференциалов внутр. энергии U и энтальпии, H=U+pV:

dU=TdS-pdV, dH=TdS+Vdp. (4)

Отсюда видно, что естественными независимыми параметрами состояния для ф-ций U и Н явл. соотв. пары S, V и S, р. Если же вместо энтропии в кач-ве независимого параметра используется темп-ра, то для описания системы более удобны Гельмгольца энергия (изохорно-изотермич. потенциал) F= U-TS (для переменных Т и V) и Гиббса энергия (изобарно-изотермич. потенциал) G=H-TS (для переменных Т и р). При фиксированном полном числе ч-ц

dF=-SdT-pdV, dG=-SdT+Vdp.

Ф-ции состояний U, H, F и G наз. потенциалами термодинамич. системы для соответствующих пар независимых переменных. Метод термодинамич. потенциалов, созданный амер. физиком Дж. У. Гиббсом в 1874—78, основан на совместном применении 1-го и 2-го начал Т. и позволяет получить ряд важных термодинамич. соотношений между разл. физ. св-вами системы. Так, использование независимости вторых смешанных производных от порядка дифференцирования приводит к связи между теплоёмкостями при пост. давлении и объёме (ср и cv), коэфф. теплового расширения (дV/дT)p и изотермич. коэфф. сжатия (дV/дp)T:

cp-cV=-Т(дV/дT)2p/(дV/дp)T, (5)

к соотношению между изотермич. и адиабатич. коэфф. сжатия

(дV/дp)S=(cV/cp)(дV/дp)T

и т. п. Из условия, что изолир. система в равновесном состоянии обладает макс. значением энтропии, вытекает условие минимальности термодинамич. потенциалов в равновесном состоянии по отношению к произвольно малым отклонениям от равновесия при фиксир. значениях соответствующих независимых переменных. Это приводит к важным неравенствам (условиям устойчивости), в частности

(д.p/д.V)S<(д.p/д.V)T<0, ср.> CV>0

Ну и по части материаловедения, прикладной химии...

[Green]

Если смотреть по сопромату, я правильно понимаю - между 1787-м и 1827-м в здесь только Навье?

Идея понятна, это интересно, но немного другой период охватили все таки.

[sanitareugen]

Нет, это просто "веха". Навье учебник написал, а обобщал опыт предыдущих лет.

[digger]

Условия задачи ИМХО не такие.Попаданец - барин, и изделие - игрушка гаражного производства.Задача - удивить соседнего барина ,катать девок или что-то подобное.Соответственно ТЗ.Рентабельность нерелевантна, вместо этого минимальная цена при приемлемой функциональности.Максимальное использование готовых изделий и существующих производств, но хайтек - нет, он разорителен.Допустимо квалифицированное и частое, но необременительное ТО,типа замены прокладок каждые 20 км и ручной закачки питательной воды.Подходящие поршневые насосы тогда были?Котлы под давлением?

[чукча]

Условия задачи ИМХО не такие.Попаданец - барин, и изделие - игрушка гаражного производства.Задача - удивить соседнего барина ,катать девок или что-то подобное.Соответственно ТЗ.Рентабельность нерелевантна, вместо этого минимальная цена при приемлемой функциональности.Максимальное использование готовых изделий и существующих производств, но хайтек - нет, он разорителен.Допустимо квалифицированное и частое, но необременительное ТО,типа замены прокладок каждые 20 км и ручной закачки питательной воды.Подходящие поршневые насосы тогда были?Котлы под давлением?

В какое время и в какой стране? В России 1780 года - смотри Ползунова, хороший инженер, на оборудованном заводе, преодолев существенные трудности, сделал пароатмосферную станционарную машину которая вскоре сдохла. В Англии 1830ых - дело пойдет легче. В любой европейской стране 1880ых - можно незадорого купить готовую. Уточните время и место.

Изменено 24 Nov 2010 пользователем чукча

[GenerAI]

сделал пароатмосферную станционарную машину которая вскоре сдохла

Вы там упускаете момент ключевой... Сам создатель НЕ дожил , к сожалению, до ее запуска... И уже не мог побороть детские болезни, из-за чего и начались пробелмы в дальнейшем. А проживи изобретатель подольше, глядишь и все было бы совсем по другому.

[digger]

Насколько понятно из 1-го - поста,в России , 1750-е годы,и барин-попаданец.Тема о том, какие ухищрения мог бы он придумать, чтобы легко и недорого.

[maxab]

Условия задачи ИМХО не такие.Попаданец - барин, и изделие - игрушка гаражного производства.Задача - удивить соседнего барина ,катать девок или что-то подобное.

лучше бы ватерклозет и туалетную бумагу изобрел... актуальнее... а на вырученные деньги можно и паровой самокат ваять...

[чукча]

Вы там упускаете момент ключевой... Сам создатель НЕ дожил , к сожалению, до ее запуска... И уже не мог побороть детские болезни, из-за чего и начались пробелмы в дальнейшем. А проживи изобретатель подольше, глядишь и все было бы совсем по другому.

Ключевых моментов там несколько:

1) Простейшая паровая машина (пароатмосферная, а не высокого давления)

2) 40 л/с и размеры с трехэтажный дом

3) Заводское оборудование (прессы, водяные молоты, станки, печи)

4) Год работы 5 инженеров и 60 квалифицированных мастеровых

5) Постоянно ломалась и через 3 месяца обычные инженеры(сам Ползунов был талантливым инженером) уже ее не могли отремонтировать

Насколько понятно из 1-го - поста,в России , 1750-е годы,и барин-попаданец.Тема о том, какие ухищрения мог бы он придумать, чтобы легко и недорого.

Никакие, даже для простейшего стационарного двигателя нужен полноценный завод и десятки мастеровых. Разве что новая фамилия попаданца Демидов или Строганов.

[Green]

Тема о том, какие ухищрения мог бы он придумать, чтобы легко и недорого.

Если 1750-е в России, то скорее "чтобы хоть как-то и хоть что-то".

[taras-proger]

хватит ли мощности?

Уж если даже поездам хватало, то для пахоты её можно даже сократить. Вопрос в другом. Чтоб колёса не проваливались под весом паровоза в землю. их придётся делать широкими и портить предыдущую борозду, а если тянуть больше плугов, мощность придётся снова увеличить, вырастит вес и снова увеличение ширина трактора. Замкнутый круг. Паромобили были непомерно широки, изготовляясь для вполне укатанных дорог, пашня же много мягче.