An Elementary Treatise On The Steam-Engine, Stationary And Portable pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Kessinger Publishing, LLC

作者:Daniel Kinnear Clark

出品人:

页数:364

译者:

出版时间:2008-8-18

价格:USD 46.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9781436982269

丛书系列:

图书标签:

• Steam Engine
• Engineering
• History of Technology
• Mechanical Engineering
• 19th Century
• Industrial Revolution
• Stationary Engine
• Portable Engine
• Thermodynamics
• Science

蒸汽机原理与应用：一部全面的技术指南（非《蒸汽机基础论：固定与便携式》） 导言：工业革命的驱动力与工程学的基石 蒸汽动力自十八世纪末叶被大规模应用以来，便成为推动世界从农业社会迈向工业文明的核心技术。无论是驱动庞大的工厂机械，还是为新兴的铁路和航运提供动力，蒸汽机的效率、可靠性与可控性一直是衡量一个国家工业实力的关键指标。本书旨在深入探讨蒸汽机从理论基础到实际应用的各个方面，为工程师、技术人员、以及对机械工程历史和原理感兴趣的读者提供一份详尽且实用的参考资料。 本书的编撰严格遵循工程学的严谨性，并结合了跨越数个世代的工程实践经验。我们不满足于对现有技术的简单罗列，而是力求揭示驱动这些技术进步背后的基本物理定律和热力学原理。 第一部分：热力学基础与蒸汽的性质 在深入研究机器结构之前，理解蒸汽作为工作介质的特性至关重要。本部分将系统性地介绍必要的物理学背景。 第一章：热力学第一定律在机械能转换中的体现 我们将从能量守恒的角度切入，阐述热能、功和内能之间的定量关系。重点讨论如何将燃料的化学能高效地转化为机械功。分析工作循环（如卡诺循环、朗肯循环）的理论效率极限，并探讨实际蒸汽循环中因摩擦、热损失和非理想膨胀造成的能量耗散。精确计算锅炉的热效率和机器的指示热效率，是评估任何蒸汽系统性能的起点。 第二章：蒸汽的相态、压力与温度关系 饱和蒸汽与过热蒸汽的性质是蒸汽机设计的基础。本章将详述水蒸气表（Steam Tables）的使用方法，包括如何根据压力查找饱和温度、比容、焓和熵值。特别关注干饱和蒸汽与湿蒸汽在膨胀过程中的行为差异，以及湿蒸汽对气缸和活塞的潜在侵蚀问题。此外，探讨真空在冷凝器系统中的重要性及其对机器整体性能的提升作用。 第三部分：锅炉技术：热能的产生与管理 锅炉是蒸汽机的“心脏”，其设计和操作直接决定了蒸汽的质量和供应稳定性。本部分将全面覆盖不同类型的锅炉结构。 第三章：火管锅炉与水管锅炉的结构比较 我们将详细分析早期的火管锅炉（如雪梨锅炉）与现代水管锅炉（如卧式或立式水管锅炉）的优缺点。讨论火管锅炉在承受高压方面的局限性，以及水管锅炉如何通过增加传热面积和降低单位体积的蓄水量来提高安全性和蒸汽质量。深入研究炉膛的设计、燃烧室的通风要求以及烟道气流动的优化，以实现燃料的充分燃烧。 第四章：锅炉的安全操作与给水系统 安全是高压蒸汽系统的首要考虑。本章将涉及锅炉的压力容器规范、安全阀的设置与校准，以及水位控制的重要性。详细介绍给水系统，包括给水泵的工作原理（往复式与离心式），以及除氧器（Deaerator）在防止锅炉腐蚀和结垢方面的关键作用。探讨水质处理（水软化与化学添加剂）对于延长锅炉寿命和维持效率的必要性。 第三部分：蒸汽机的机械结构与运动学 本部分聚焦于蒸汽如何转化为有用的旋转或往复运动。 第五章：单作用与双作用往复式发动机 详细解析蒸汽缸的设计，包括气缸内壁的加工精度、活塞的密封结构（如活塞环的材料与间隙）以及阀箱的布局。重点阐述蒸汽的进气、膨胀、排气过程，并引入“膨胀比”的概念。对单作用和双作用发动机的扭矩输出特性进行比较分析。 第六章：蒸汽分配系统：滑阀与凸轮机构 蒸汽机性能的核心在于对蒸汽进入和排出时机的精确控制。本章深入研究不同类型的蒸汽阀门机构，特别是D型滑阀、兰金滑阀（Corliss Valve）以及凸轮控制阀的设计原理。通过运动轨迹图（Tractive Diagrams），分析连杆机构（曲柄与摇杆）如何将往复运动转化为连杆的周期性旋转，并讨论飞轮在平稳输出扭矩中的作用。 第七章：复合膨胀原理与高效能设计 为了提高热效率，必须最大程度地利用蒸汽的膨胀潜力。本章阐述复合（Compounding）发动机的概念，即蒸汽先后在不同尺寸的气缸（高压、中压、低压）中膨胀做功。分析复合缸之间的蒸汽余热利用，并探讨对各个缸体进行“中点回热”（Reheating）对提高效率的增益。 第四部分：辅助系统、调速与维护 一台完整的蒸汽动力装置需要一系列辅助系统协同工作，以确保持续、稳定的运行。 第八章：冷凝器技术与真空应用 冷凝器的作用是将做完功的乏汽迅速冷却液化，从而在低压侧创造最大真空度，显著提升有效膨胀比。本章区分表面式冷凝器（Surface Condensers）和喷射式冷凝器（Jet Condensers）的工作原理。探讨循环水系统的配置、抽气泵（Air Ejectors）去除非凝性气体的必要性，以及冷凝器结垢对真空度的负面影响。 第九章：调速机构与控制系统 为了适应负载的变化，蒸汽机必须具备精确的调速能力。本章详细分析离心式（WATT式或 gobernador）调速器的结构和反馈机制，阐述其如何通过控制进入主汽缸的蒸汽量（节流阀）来保持恒定的转速。讨论机械联动与液压辅助调速的演进。 第十章：操作、故障诊断与维护策略 本章提供实用的现场指导。内容涵盖启动、停机程序，锅炉的日常检查（如排污、清灰）。重点讨论常见的机械故障（如气缸漏气、轴承过热、连杆间隙过大）的诊断方法，以及预防性维护计划，确保设备在长期的工业应用中保持最佳的运行状态和结构完整性。 结论：蒸汽技术在现代工程中的地位 尽管内燃机和电力技术取得了长足发展，蒸汽动力学作为一种成熟、可靠且能量密度高的热机原理，依然是发电厂和大型工业流程中不可替代的技术。理解这些基础原理，不仅是对历史的致敬，更是未来高效能系统创新的基石。本书力求以最清晰、最结构化的方式，将这些复杂的技术知识呈献给读者。

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