谁发明了蒸汽机

由于蒸汽机的发明者众多，他们进行了各种试验和改进。但**托马斯·萨弗里 (Thomas Savery)** 在**1721年**首次发明了**蒸汽泵**。他称之为“火炼水”。在他之后，**纽科门 (Newcomen)** 开发了更实用、更具可行性的蒸汽机。之后，**詹姆斯·瓦特 (James Watt)** 观察到纽科门蒸汽机的不足之处，并进行了非常重要的改进。然而，在许多发明家进行大量改进的同时，这三位是早期发明和发展的关键人物。

什么是蒸汽机？

当机器中的蒸汽开始膨胀和冷凝时，引擎就利用它产生**动力**。这种引擎称为**蒸汽机**。它是一种热机，借助蒸汽作为其工作流体，产生机械功。它利用蒸汽压力产生的力来推动活塞来回运动。这种推力通过连杆和曲柄转化为旋转力；因此，完成了功。

发展

蒸汽机的重要发展如下：

1. 一些早期试验

在托马斯·萨弗里发明之前，古代人进行过一些早期试验。第一台蒸汽机是由一位名叫**亚历山大港的希罗 (Hero of Alexandria)** 的**希腊**数学家在**公元1世纪**创造的。这台发动机被称为**埃奥利波 (Aeolipile)**。在**1551年**和**1629年**，塔奇·阿尔丁 (Taqi Al-Din) 和乔瓦尼·布兰卡 (Giovanni Branca) 分别进行了新的改进。这台发动机被称为蒸汽轮机。之后，**杰罗尼莫·德·阿扬斯·伊·博蒙 (Jeronimo De Ayanz Y Beaumont)** 于**1606年**获得了50项蒸汽动力和水泵发明的专利。然后，为了提升重物，**丹尼斯·帕潘 (Denis Papin)** 于**1690年**发明了**活塞**。

• 托马斯·萨弗里 (Thomas Savery)

托马斯·萨弗里于**1698年**开发并发明了第一台商业蒸汽动力设备（**水泵**）。这台水泵通过冷凝蒸汽产生真空，从而将水从低处抽上来，并借助蒸汽压力将水提升到更高的地方。萨弗里发动机的成本较低，主要用于工厂供水以及矿井和泵站。但萨弗里的发动机一直生产到**18世纪**，并一直使用到同一时期。

• 托马斯·纽科门 (Thomas Newcomen)

在萨弗里的泵式发动机之后，托马斯·纽科门于**1712年**开发了**活塞蒸汽机**。这台发动机能够连续地将动力传递给机器，因此成为第一台商业发动机。这是在萨弗里的蒸汽泵上进行的改进，并使用了**帕潘的活塞**。然而，纽科门的发动机效率低下，因为它通过冷凝活塞下方的蒸汽来在气缸内产生真空。它主要用于抽水、排干矿井以及为工厂提供可再利用的水。

• 詹姆斯·瓦特 (James Watt)

现在，**詹姆斯·瓦特**通过改进纽科门发动机（**1763-1775年**）做出了重大发展。他使用一个通过阀门连接到气缸的独立冷凝器进行改进。冷凝器允许蒸汽气缸保持恒定的温度，并提高了纽科门发动机的功能，而这在之前是缺乏的。由于这项改进，他的发动机比之前开发的发动机更好，因为它更有效率、更强大。此外，瓦特还因其改进以及创造**马力 (Horsepower)** 一词而闻名。功率的**SI**单位**瓦特 (Watt)** 就是以他命名的。此外，瓦特与**博尔顿 (Boulton)** 合作，对蒸汽机进行了许多改进，到**1800年**，这些改进为工厂和生产提供了动力，并带来了工业革命。

2. 一些其他重要发明

**雅各布·卢波尔德 (Jacob Leupold)** 于**1720年**开发了**双缸高压蒸汽机**。在这些发动机中，使用两个重型活塞为水泵提供动力。在**1801年**，**理查德·特雷维西克 (Richard Trevithick)** 和**奥利弗·埃文斯 (Oliver Evans)** 分别开发了**高压发动机**。这些发动机更高效、更快速、更强大，并且足够小巧，便于运输。特雷维西克以及其他发明家在**1810年代**开发了**康沃尔发动机 (Cornish engine)**。这是一种**复合循环发动机**。为了更有效地工作，它首先使用膨胀的高压蒸汽，然后冷凝低压蒸汽。这些发动机一直使用到**19世纪**。它们通常用于供水以及矿井。这些蒸汽机一直是最主要的动力来源，直到**20世纪初**。后来，由于其上的改进设计，如蒸汽轮机、电动机和内燃机取代了活塞蒸汽机。

3. 用于陆地和铁路车辆的蒸汽机发展

随着蒸汽机的不断发展，人们进行了多次试验，尝试将其用于道路和铁路。**1784年**，**苏格兰**的**威廉·默多克 (William Murdoch)** 开发了**陆地机车蒸汽机**。之后，蒸汽机车发动机得到了许多改进。**美国**的**约翰·菲奇 (John Fitch)**，也是**蒸汽船**的**先驱**，在**1780年代或1790年代**设计了蒸汽铁路机车。但**英国**的**理查德·特雷维西克**通过建造第一台全尺寸的实用铁路蒸汽机车进行了改进。第一次铁路旅行发生在**1804年**。它从南威尔士的默瑟蒂德菲尔 (Merthyr Tydfil) 到阿伯凯农 (Abercynon**)。英格兰东北部的煤矿铁路成为蒸汽机车试验的中心，并在铁路方面进行了各种改进，如：特雷维西克的“Catch Me Who Can”（1808年），马修·默里 (Matthew Murray) 的“Salamanca”。在这个领域，**乔治·斯蒂芬森 (George Stephenson)** 取得了一项重要发展。他于**1825年**建造了第一条向公众开放的斯托克顿和达林顿铁路。他还制造了赢得“Rainhill Trial”的“The Rocket”号。**1830年**，**利物浦**和**曼彻斯特**铁路开通，并使用蒸汽动力来驱动客运和货运列车。然而，由于一些更先进的试验，蒸汽机车一直使用到**20世纪末**。

4. 蒸汽机的重大发展

蒸汽机的最终和重大发展是**蒸汽轮机**，它始于**19世纪末**。蒸汽轮机比活塞蒸汽机更高效，因此在**20世纪初**取代了它们在发电厂中的应用。如今，由于其更高的效率和更快的速度，更适合发电机运行，大多数电力都由蒸汽轮机提供。

总的来说，还有一些其他发动机，例如，**卧式发动机**（科利斯蒸汽机），于**1849年**获得专利。但在授予科利斯**朗福德奖章 (Rumford Medal)** 时，委员会表示，尽管在瓦特之后，蒸汽机的任何发明都无法像他的那样高效。之后，在**19世纪上半叶**，蒸汽车辆设计取得了巨大进步，并在**1850年代**实现了商业化。但后来，由于立法而被禁止。在**20世纪**，**内燃机**的发展取代了大多数蒸汽机，除了少数在**第二次世界大战**后仍在使用的。

蒸汽机组件

基本上，蒸汽机的组件包括**气缸、活塞、连杆**和**摇杆**或曲柄、**飞轮**以及各种**连杆机构**。蒸汽由一个或多个阀门交替供应和消耗。速度由调速器自动控制，也由阀门手动控制。气缸铸件带有用于供应和排气的气口。另一种类型的发动机配备了冷凝器，可以向大气排气。

一些其他组件及其用途

**水泵**：用于在工作期间向锅炉供水。

**冷凝器**：用于循环利用水以及回收蒸汽的潜热。

**过热器**：用于将蒸汽温度提高到更高程度。

它还使用了多种技术来增加火箱的拉力。

蒸汽机类型

基本上，蒸汽机有两种类型：

1. **往复式发动机** - 它通过蒸汽或内燃机（如柴油机等）产生压力并推动活塞来工作。
   
2. **蒸汽轮机** - 它用于产生电能。它对转子的叶片施加压力。这种发动机比活塞发动机更实用，但不能用于机车。
   

蒸汽机的不同型号

• **固定式发动机** - 用于工厂。
  
• **机车发动机** - 用于火车和汽车。
  
• **船舶发动机**- 用于轮船。
  

蒸汽机的优点

• 它曾用于驱动火车和汽船，从而能够更有效地运输货物。
• 它带来了工业革命。
• 蒸汽动力使得工厂可以建在任何地方。它更可靠，因为它能为大型机器提供足够的动力。

蒸汽机的缺点

• 蒸汽机体积庞大且笨重
• 效率低下
• 不能立即启动
• 启动需要很长时间，因为在启动之前，需要先生火来产生蒸汽。
• 对环境不利，因为它增加了化石燃料的消耗。
• 它是环境污染的主要原因之一。