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求真百科

蒸汽机车

蒸汽机车是利用蒸汽机,把燃料(一般用煤)的化学能变成热能,再变成机械能,而使机车运行的一种火车机车。1814年,英国人乔治•斯蒂芬森发明了第一台蒸汽机车[1],从此开始,人类加快了进入工业时代的脚步,蒸汽机车成为这个时代文化和社会进步的重要标志和关键工具。

目录

机车原理

蒸汽机车是蒸汽机在交通工具上运用的最好范例。蒸汽机是靠蒸汽的膨胀作用来作功的,蒸汽机车的工作原理也不例外。当司炉把煤填入炉膛时,煤在燃烧过程中,它蕴藏的化学能就转换成热能,把机车锅 炉中的水加热、汽化,形成400℃以上的过热蒸汽,再进入蒸汽机膨胀作功,推动汽机活塞往复运动,活塞通过连杆、摇杆,将往复直线运动变为轮转圆周运动,带动机车动轮旋转,从而牵引列车前进。因此蒸汽机车必须具备锅炉、汽机和走行三个基本部分。

运行效率

蒸汽机车热效率很低,锅炉内燃料燃烧的热量只有一部分转变为蒸汽的热能[2]锅炉的效率一般为50%~80%。蒸汽在汽机内作功,汽机效率只有10%~15%。此外,在汽机到轮周的力的传递中,机械效率为80%~95%。因此蒸汽机车的最高热效率只有8%~9%,而且在车站停车,在机务段整备、停留等仍需消耗燃料,所以实际热效率只有5%~7%。

产生背景

蒸汽机在十九世纪最先出现的机车是以蒸汽推动的。到二次大战结束时,蒸汽机车仍是最常见的机车。

第一部蒸汽机车是由英国人史蒂芬逊(George Stephenson,1781--1848)制造的,1814年,他研制的第一辆蒸汽机 车“布拉策号”试运行成功。1825年9月27日,史蒂芬孙亲自驾驶他同别人合作设计制造的“旅行者号”蒸汽机车在新铺设的铁路上试车,并获得成功。蒸汽机在交通运输业中的应用,使人类迈入了“火车时代”,迅速的扩大了人类的活动范围。

蒸汽机车的速度纪录是由英国的 4-6-2 Mallard 所创下。1938年7月3日,4468号 Mallard拖着六个车厢,在一个稍微下坡路段创下时速126英里(203公里)的纪录。德国、美国的蒸汽机车亦达到接近的速度。一般认为这是蒸汽机车的速度极限。

蒸汽机车在二十世纪中开始被内燃机车所取代。1960年代末,世界上仍然有使用蒸汽机车作商业运作的国家已寥寥无几。到了二十世纪末,蒸汽机车在北美洲及欧洲基本上已被完全淘汰,只会间中在特别为铁道迷及游客安排的路线上行走。墨西哥仍有很少量的蒸汽机车在偏远的地方运作。在中国,某些地区煤炭的价格比石油低很多,使蒸汽机车仍然有它们的价值。中国曾经是全球最后一个制造大型蒸汽机车的国家,位于山西的大同车厂一直生产蒸汽机车至1988年;但中国蒸汽机车的数量亦在迅速减少。印度曾经大量使用蒸汽机车,但它们只会在空气稀薄的山区运作。2005年12月9日,在内蒙古大板附近的铁道边上,最后一列蒸汽机车执行完任务后,见证了蒸汽机车退出干线运营的最后一刻。

视频

蒸汽机车 相关视频

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老旧艺术品般的蒸汽机车

参考文献