蒸汽机工作原理

下面的示意图展示了活塞式蒸汽机的主要部件。这是用在蒸汽机车中的典型蒸汽机。你能够看到，滑动阀负责让高压蒸汽进入汽缸两面。而阀门的控制杆通常钩在连接十字头的联动装置上，因此十字头的运动也使阀门滑动。（在蒸汽机车上，这个联动装置也能够让机师将火车往回开。）你在这幅图中可以看到废蒸汽被简单地排放到了空气中。这就解释了关于蒸汽机车的两件事：它解释了为什么蒸汽机车需要在车站加水——随着蒸汽的消耗，水不断地在损失。它解释了火车“呼哧”声的来源。当阀门打开汽缸释放废蒸汽时，蒸汽以很大的压力冲出来而产生“哧”的声音。当火车刚启动的时候，活塞移动得很慢，而后火车开始变快，活塞运动也在加快。这就产生了我们在火车启动时常常听到的效果：“呼…哧…呼哧…哧哧哧”。在蒸汽机车中，十字头通常与传动杆相连，从那里连到联杆，由联杆驱动机车的轮子。结构通常如下所示：在这个示意图中，十字头与传动杆连接，而传动杆则与火车的三个驱动轮中的一个连接。这三个轮子通过联杆连接在一起，所以它们同步转动。【制作方法】在150毫升烧瓶内盛约1／4的水，瓶塞上插入100毫升的注射器（用粗注射针头）和接有橡皮管的玻璃管，在橡皮管的一端配一个弹簧夹子。为了防止蒸汽量过大使注射器活塞冲出，在活塞与外筒之间系一细绳。把整个装置固定在铁架台上，如图15．2－1所示。【使用方法】用酒精灯对烧瓶加热，使水沸腾，蒸汽便把注射器的活塞向上推起。当达到一定高度时，打开夹子使蒸汽从橡皮管放出，这时活塞又落下来。这样重复操作，可观察活塞的往复运动，演示蒸汽机的简单工作原理。【器材】带橡皮塞的烧瓶，酒精灯，注射器，橡皮管，铁支架，夹子，水。【操作】实验装置如图12－1所示。烧瓶内盛约1／4的水，瓶塞上插入注射器和接有橡皮管的玻璃管。为防止因蒸汽量过大使注射器活塞脱出，在活塞和外筒之间系一细绳。演示时，先用夹子把橡皮管堵住，对烧瓶加热，当瓶内水沸腾时，蒸汽把注射器的活塞向上推，当达到一定高度时，打开夹子使蒸汽从橡皮管导出，这时活塞又落下，再堵住橡皮管，活塞又上升……这样重复操作，可观察到活塞的往复运动，演示了蒸汽机的推动力量和蒸汽机的简单工作原理。