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蒸汽機為什麽能提供動力?

蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。蒸汽機需要壹個使水沸騰產生高壓蒸汽的鍋爐,這個鍋爐可以使用木頭、煤、石油或天然氣甚至可燃垃圾作為熱源。蒸汽膨脹推動活塞做功。

朗肯循環是蒸汽機的基本熱力學循環,其中用到了在簡易發電設備中常用的元件,並且用到了水的相變化(將水煮沸產生水蒸汽,將水蒸汽冷凝產生液態水)來實現熱和功的轉換。熱能由外界加入此封閉工質回路中,廢熱會由冷凝器排出。幾乎所有的發電應用都是使用朗肯循環。

在1990年代,世界上約90%的電力是由朗肯循環產生的,幾乎包括了所有使用太陽熱能、生質能、火力、核能的發電廠。朗肯循環得名自蘇格蘭的博學家威廉·約翰·麥誇恩·蘭金。

擴展資料

現代蒸汽機的最大的優點是它幾乎可以利用所有的燃料將熱能轉化為機械能,比最初的蒸氣機轉換效率提升許多。不像內燃機那樣對其燃料很挑剔。此外沒有蒸汽機的話原子能難以低成本地被使用。原子反應堆既不直接產生機械能、電能,原子反應堆實際上只是產生熱並加熱水,水沸騰後產生的蒸汽通過蒸汽機來轉化為有用的功。蒸汽不壹定需要通過燃燒來產生,比如使用太陽能聚熱器也可以產生蒸汽推動蒸汽機。

另壹種有類似優點的小巧的外燃機是斯特林發動機。其缺點是它在許多情況下難以運行。現代的混合動力汽車就是為了彌補這個缺點而設計的。

尤其在高山上蒸汽機機車的優點顯著,因為它們也可以在比較低的氣壓下運行。當南美洲將用柴油-電力機車取代它們的蒸汽機車後這壹點就被發現了。在高山上他們不得不使用功率比較高的柴油機車。

在瑞士和奧地利新的齒軌鐵路使用現代的蒸汽機,這些蒸汽機只需要壹個人來運行,比起過去的蒸汽機它節省60%的燃料,比起電力機和柴油機它輕50%,因此對齒軌的磨損小得多。在日內瓦湖上也有壹艘新的蒸汽機船,它是世界上第壹艘遙控的蒸汽機船。

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