一部關(guān)于蒸汽機(jī)歷史的紀(jì)錄片。蒸汽機(jī)是一種可以將蒸汽中的熱能轉(zhuǎn)化為功的熱機(jī)。泵、鐵路機(jī)車和船舶曾經(jīng)都是由蒸汽機(jī)驅(qū)動的。蒸汽機(jī)在工業(yè)革命中發(fā)揮了重要作用。今天，人們?nèi)匀皇褂萌細(xì)廨啓C(jī)發(fā)電。蒸汽機(jī)需要一個鍋爐，將水沸騰產(chǎn)生高壓蒸汽，可以使用木材、煤炭、石油或天然氣，甚至垃圾作為熱源。蒸汽膨脹推動活塞做功。世界上第一臺蒸汽機(jī)是1世紀(jì)古希臘亞歷山大市的耶羅發(fā)明的，但它只是一個玩具。1679年左右，法國物理學(xué)家丹尼斯·巴本在觀察到蒸汽從他的壓力鍋中逸出后，創(chuàng)造了第一個蒸汽機(jī)的工作模型。與此同時，Samuel Moran也提出了蒸汽機(jī)的想法。1698年的托馬斯·塞維利亞、1712年的托馬斯·紐科門和1769年的詹姆斯·瓦特都對早期工業(yè)蒸汽機(jī)的發(fā)展做出了自己的貢獻(xiàn)。1807年，羅伯特·富爾頓是第一個成功使用蒸汽機(jī)驅(qū)動船只的人。早期的蒸汽機(jī)利用蒸汽冷凝產(chǎn)生的真空做功，而后來的蒸汽機(jī)則利用蒸汽膨脹做功。最初的真空蒸汽機(jī)用于從礦井中提取水。紐科門的蒸汽機(jī)將蒸汽引入氣缸，關(guān)閉閥門，然后將冷水噴入氣缸，當(dāng)蒸汽冷凝時產(chǎn)生真空?；钊硪粋?cè)的氣壓推動活塞。在礦井深處連接一個軸來驅(qū)動泵。蒸汽機(jī)活塞的運動通過該桿傳遞到泵活塞，將水從井中抽出。第一個重大改進(jìn)是通過閥門將氣缸與冷凝氣缸分開。瓦特在伯明翰發(fā)明了這種改進(jìn)。這種改進(jìn)提高了蒸汽機(jī)的效率。下一個改進(jìn)是使閥門的操作自動化。這些早期的真空蒸汽機(jī)效率有限，但它們相對安全，因為它們的壓力相對較低，在材料損壞的情況下，機(jī)器會向內(nèi)收縮而不是向外爆炸。它們的效率受到外部空氣壓力、氣缸變形、燃燒和沸騰效率以及冷凝能力的限制。理論上的最大效率受到正常大氣壓下水的相對較低沸點溫度的限制。高溫高壓蒸汽的使用大大提高了蒸汽機(jī)的效率。但這種蒸汽機(jī)比真空蒸汽機(jī)危險得多。鍋爐和機(jī)器的爆炸造成了許多重大事故。安全閥在這里帶來了顯著的改進(jìn)，因為當(dāng)壓力過高時，它會釋放空氣并降低壓力。但真正確保安全的唯一方法是通過施工、運營和維護(hù)經(jīng)驗以及安全法規(guī)。鍋爐有兩種類型：火管設(shè)計用于早期的船舶和蒸汽機(jī)車鍋爐。在火管鍋爐中，燃燒室冒出的熱煙通過煙道通過煙囪排放。這種鍋爐需要一個相對較高的煙囪。水管形狀的水被穿過多個管道的熱空氣加熱。這些管道流入換熱器頂部的蒸汽收集室。水管鍋爐的一個重要優(yōu)點是，它們在損壞時造成的危險較小。這是因為鍋爐中的水量相對較小，鍋爐中可以磨損的機(jī)械部件不多。一些水管鍋爐在排氣管上也有一個熱交換器，以提高鍋爐的整體熱效率。高壓蒸汽機(jī)有各種形狀，但最重要的是往復(fù)式活塞和汽輪機(jī)。往復(fù)式雙作用加壓蒸汽技術(shù)發(fā)明后的下一個重要改進(jìn)是使用雙作用活塞，當(dāng)一個氣缸中的壓力降至正常大氣壓或在其冷凝過程中，加壓蒸汽可以推動另一個氣缸。如今，大多數(shù)往復(fù)式發(fā)動機(jī)都使用這項技術(shù)。氣缸完全密封，以防止蒸汽逸出。滑動桿通過搖臂軸和彎曲壁將往復(fù)運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。另一個彎曲的壁和軸承用于控制閥門。如果同時使用兩個雙作用活塞，它們的彎曲壁通常相距90度，這樣發(fā)動機(jī)就可以一直工作。多膨脹蒸汽機(jī)是由多個直徑逐漸增大的單作用氣缸組成的另一種蒸汽機(jī)。它通常由三個氣缸組成。這個