История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Предпосылки Новая энергетика должна была
и возможности предоставить производству потреб-
возникновения r r J г
теплоэнергетики НУЮ мощность вне зависимости от тех или иных природных
факторов, связанных с местными условиями.
В любом двигателе нужно различать две стороны: 1) степень его свободы или
зависимости от локальных (местных) условий и 2) степень его возможной
применимости для разнообразных нужд промышленности, определяемой Марксом
как "универсальность по техническому применению". Двигатель, сравнительно
мало зависящий от локальных условий (что определяется энергоемкостью
источника энергии) и универсальный по своему техническому применению (что
определяется конструктивными формами двигателя), является универсальным
двигателем. Очевидно, что водяное колесо, связанное по своему
местопребыванию с водным источником энергии, не может быть универсальным
двигателем промышленности и транспорта. Но по своей конструктивной форме
водяное колесо, отдающее потребителю работу в наиболее широко применяемой
форме непрерывного и равномерного -однонаправленного вращательного
движения, является двигателем, универсальным по техническому применению.
Итак, первые требования к новой энергетике, вызванные кризисом
гидроэнергетики, прежде всего в области водоподъема, направляли искания
людей к новому источнику энергии, источнику, прежде всего не зависящему
от местных условий. Вопрос об универсальности двигателя п-о техническому
применению пока еще не ставился.
Очевидно, что поиски нового источника энергии требовали известных
познаний закономерностей природы, без которых нельзя привлекать ее на
службу обществу. В этом отношении особое значение имели открытие и
изучение атмосферного давления.
Практика эксплуатации водоподъемных установок, выяснившая невозможность
всасывания воды свыше -некоторой определенной высоты-, нанесла серьезный
удар лженаучному утверждению схоластов, что "природа боится пустоты". Это
утверждение было окончательно опровергнуто в 1643 г. в результате опытов
итальянского ученого Э. Торричелли, установившего величину атмосферного
давления. Эффектные опыты Отто фон Герике, проведений
г
ньге в Магдебурге в 1672 г., когда восьмерка лошадей была не в состоянии
разъединить 'медные полушария шара, из которого был откачан воздух,
обратили внимание уче-ных и изобретателей XVII в. на "громадную силу"
атмосферного давления. Действительно, по сравнению с граммами или
десятками граммов усилий, приходящихся на 1 см2 ветровых или водяных
колес, 1 кг на I см2 являлся "громадной силой". "Сила" эта имеется везде
и., следовательно, обещала освобождение энергетики от локальной
зависимости. Величина усилия удовлетворяла любой потребности человека,
который, увеличивая рабочую поверхность атмосферного двигателя, мог
получать усилия, не: достижимые в то время другими способами. Задача
состояла только в создании вакуума или избыточного давления для
образования разности энергетических потенциалов давления, дающей
возможность получать работу. Для создания разности энергетических
потенциалов требовалась затрата энергии. Можно получать вакуум так, как
это делалось в опытах Герике, т. е. приводить в движение от-: сасываюгций
насос. Для производственных целей это неприемлемо, так как потребление
энергии воздушным насосом равно энергии, получаемой от двигателя- Нужен
был другой источник энергии, позволявший получить ва- . ку.ум без затраты
механической работы.
Тепловое расширение твердых тел было уже давно известно людям. В XVII в.
было обнаружено тепловое расширение жидких тел и газов. Изменение объема
жидких ^ тел при изменении температуры было использовано для изготовления
первых жидкостных термометров, хотя строители этих термометров еще не
отдавали себе отчета в том, что измеряют построенные ими приборы.
Тепловое расширение газов демонстрировалось при помощи бычьего пузыря с
воздухом, который нагревали у камина и охлаждали на холодном полу
комнаты.
Наконец, третьей предпосылкой возможности осуществления теплового
двигателя, препосылкой громадной важ-н°сти являлось изучение свойств
водяного пара.
Практическая деятельность людей еще до нашей эры Указала на упругость
водяного пара, получаемого путем 1 кипячения воды' в закрытом объеме. В
начале XVI в. Лео- ' иардо да Винчи сделал набросок паровой пушки, указав
' Х\г Т°' что она была изобретена Архимедом. В середине
в. в работах Кардана отмечается способность пара Конденсироваться-
Правда, знания о свойствах водяного
Ш
пара не отличались точностью. Многие ученые еще в
XVIII в. считали пар воздухом, выделяющимся из воды
при ее нагревании. Но накопленных к тому времени знаний было достаточно
для изобретательской деятельности, направленной на разрешение
задачи о водоподъеме- Опыты итальянца Джамбаттиста делла Порта
по исследова-
нию удельного объема водяного пара (1601 г.) показали возможность подъема
воды (рис. 2-39) давлением пара
на ее поверхность, причем необходимость кипятить всю поднимаемую воду
