Sobota 10. prosince 2022, svátek má Julie
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Sobota 10. prosince 2022 Julie

Parní stroj - od čerpání vody ze zatopených dolů po parní lokomotivy a lokomotiva 312.4

19. 05. 2021 20:18:26
Kdo by neznal parní stroj - i když dávno jsou pryč doby kdy ráno vyjížděly vlaky tažené parní lokomotivou a odpoledne se vracely soupravy s motorovou jednotkou. Použitelné využití parního stroje ovšem začalo vodou v dolech.

1. úvod

Asi nejznámější využití parního stroje je na lokomotivách, pak parnících, značné množství stacionárních parních strojů zůstáválo poněkud ukryto v továrních halách poblíž komínů.

(dva odstavce níže víceméně převzaty z Wikipedie s úpravami)

Vynález parního stroje obvykle připisován skotskému vynálezci Jamesi Wattovi, který ho popsal v roce 1765. Ve skutečnosti Watt „pouze“ významně zdokonalil stroje Thomase Saveryho a Thomase Newcomena. Jednalo se o stroje založené na principu přeměny vody při stálém zahříváním v parním kotli - kdy se voda přetvoří ve vodní páru a následném rozpínání syté páry v pracovním válci tohoto parního stroje - a posléze kondenzaci páry - čili zkapalnění zpět na vodu opět pro parní kotel. Jelikož parní stroje první generace byly zpravidla určeny k čerpání vody - strojní práce byla směrována k vytvoření podtlaku - který se využíval k čerpání vody.

Čerpací parní motory
Prvním komerčním parním zařízením bylo vodní čerpadlo vyvinuté v roce 1698 Thomasem Saverym. Použil kondenzační páru k vytvoření vakua, které zvedá vodu zespodu a pak použilo tlak páry, aby ji zvýšilo. Malé motory byly efektivní, i když větší modely byly problematické. Měly velmi omezenou výšku výtahu a dokonce značnou náchylnost k k výbuchům kotle. Saveryho motor byl používán v dolech, a dále v čerpacích stanicích dodávajících vodu pro vodní kola mlýnského typu pohánějících textilní stroje - v lokalitách bez použitelných přirozených vodních toků. Saveryho motor byl nízkonákladový. Bento de Moura Portugal zavedl zlepšení Saveryho konstrukce, "aby byla schopna pracovat sama", jak popsal John Smeaton ve Filozofických transakcích publikovaných v roce 1751. Vyráběl se až do konce 18. století. Poslední Saveryho parní motor v provozu zaznamenán v roce 1820.

2. vývoj pístového parního stroje

2.1 Tomas Savyary (využil vynálezů Denise Papina) - zkonstruoval konstrukčně jednoduché parní ćerpadlo na čerpání zátopové vody dolů (do té doby se voda musela ponejprv odvést směrem dolů - teprve pak dopravit nahoru na povrch).

2.2 Newcomenův atmosférický parní stroj

Thomas Newcomen sestrojil poněkud pokročilejśí čerpadlo již z pístem pohybujícím se ve válci - který byl ovšem otevřený. Hlavním pracovním tlakem byl vnější atmosférický tlak - který se přetlačoval s tlakem páry z vnitřní strany pístu. Jakmile tlak páry dosáhl maxima - a píst se dostal na vrchol úvratě - otevřel se chladič ze studenou vodou - kterým se válec ochladil - pára zkondenzovala na vodu a vrátila se do parního kotle nad topeništěm.

Velkou nevýhodou tohoto motoru byly teplotní výkyvy - pracovní válec se během krátkého intervalu zahříval a ochlazoval. Řadu těchto nevýhod v zápětí odstranil James Watt.

2.3 Wattův nízkotlaký kondenzační parní stroj

Změny - vnější kondenzátor odstranil extrermní tepelné výkyvy v pracovním válci, pracovní válec již uzavřené konstrukce - ovšem motor nadále nízkotlaký - roli pracovního atmosférického tlaku jako u předchozího Newcomanova atmosférického parního stroje převzal vzduch s běžným tlakem (v původní verzi toho textu poněkud nepřesně označen jako vakuum) - a při stačování se tak na této straně pístu vytvářel protitlak vůči tlaku páry. Za hlavní pracovní tlak u Wattova nízkotlakého parního stroje je tedy možno považovat protitlak stačovaného vzduchu..

PRO NÍZKOTLAKÝ WATTŮV PARNÍ STROJ BYL TAPICKÝ WAHADLOVÝ VZHLED

parní stroj a tlak - atmosférický, uzavřený nízkotlaký a vyskotlaký

2.4 vysokotlaký parní stroj

Možná je možno si povšimnout - že činnost parní stroje trochu připomíná dvoudobý spalovací motor. Vysokotlaký parní stroj se dvoudobému spalovacímu motoru podobá nejvíce.

Za hlavní pracovní fázi je možno považovat fázi číslo jedna - tedy výbuch - kdy hraje hlavní roli již tlak páry. Protitlak stačovaného vzduchu na opačné straně pístu bez přívodu páry má již méně významnou roli - stejně jako druhá pracovní doba stroje - což je podobně jako u spalovacího motoru výfuk.

Dále je možno si povšimnout - že na rozdíl od spalovacího motoru je pracovní tlak oboustranný - tak na píst shora (původně atmosférický u Newcomenových otevřených válců, později stlačovaný vzduch) a tak zdola - tlak páry.

Na rozdíl od Wattova motoru v systému vymizel kondenzátor (páry z válce zpět na vodu).

Alespoň dvě jména vynálezců - či zlepšovatelů - John Van Reimsdijk a Ewing 1894.

3. parní stroj a role tlaku v různých modifikacích (v obrazech)

atmosférický motor (atmosférický tlak versus tlak páry)

nízkotlaký parní stroj (protitlak stlačovaného vzduchu versus tlak páry)

vysokotlaký parní stroj (tlak páry versus protitlak stĺačovaného vzduchu)

Jinak pístový parní stroj má řadu dalších modifikací - zmíněn může být jednoduchý reakční parní strojek na principu velikonočního vajíčka - nebo naopak parní turbína - kde rovněž hraje svou roli tlak páry.

4. parní stroj a parní lokomotivy

Co se týče parních lokomotiv tak alespoň stručné zmíněny kopule na kotli parní lokomotivy. Kopule nejobvyklejšího tvaru je parní dóm - kde se upravuje parametry páry (z tzv. mokré páry na horkou páru). Parní dómy mohou být dva. Jinak vyvýšenina více protáhlá na kotli je zásobník písku (písečník, s výhradami možno použít i označení písečný dóm) - který je v určitých situacích popouštěn na železniční trať za účelem zvýšení adheze.

/dílčí úpravy na základě poznámek/

5. lokomotiva 312.4 - původně České západní dráhy

6. parní lokomotivy 534.0 pro hlavní železniční tah republiky Praha - Česká Třebová - Ostrava (a dále na východ)

Po vzniku republiky se změnila orientace hlavních dopravních směrů se severojižního směru spíše na směr od západu na východ jako spojnice oblastí s těžbou uhlí a středisek hutnictví a těžkého průmyslu.

Výroba parních lokomotiv nadále pokračovala v ČKD Praha a továrně Škoda Plzeň.

7. silniční parní nákladní vozidla

Joseph Cugnott

Nicolas Joseph Cugnot [nikola žozef kyňo] (26. února 1725 – 2. října 1804) byl francouzský vynálezce a dělostřelecký důstojník. Bývá pokládán za vynálezce prvního samostatně se pohybujícího mechanického vozidla, jiní tento titul připisují vlámskému misionáři v Číně Ferdinandu Verbiestovi, který měl první „automobil“ na světě vyrobit okolo roku 1672, ovšem jen jako funkční model.


Fardier à vapeur z roku 1771


Cugnot se narodil 26. února 1725 v obci Void v Lotrinsku ve Francii a vyučil se inženýrem. Své pokusy vyvinout vůz na parní pohon určený pro přepravu děl pro francouzskou armádu začal v roce 1765.Jeho vozidlo také vychází z pojízdného děla - místo oje pro koně je parní stroj - čímž vlastně vznikla tříkolkas - Roku 1769 sestavil malý model tříkolového vozu, který pojmenoval fardier à vapeur (parní vůz).

O rok později vyrobil verzi fardieru s použitelnými rozměry. Vůz se podobal normálnímu potahu s koňmi ale měl tři kola (vpředu jedno a vzadu dvě) a tam, kde normálně jsou koně (tedy před předním kolem), byl parní motor. Poháněno bylo samozřejmě přední kolo, které bylo kvůli uložení motoru přetížené. Proto byl vůz označen za nestabilní, což byl závažný nedostatek, protože fardier měl být schopný jet do prudkých kopců a pohybovat se v terénu. Vůz vážil 2,5 tuny a uvezl 4 tuny.

Josef Božek

Roku 1782 ve slezské vesnici Biery (dnes Polsko) do mlynářské rodiny Božků narodil syn Josef. Vyznačoval se značnou hloubavostí a kutilstvím. Během studií na gymnáziu v Těšíně sestrojil desítky složitých modelů mechanismů. V roce 1803 začal studovat matematiku a mechaniku v Brně, ale již roku následujícího zamířil do Prahy. Cestu absolvoval pěšky, což v té době nebylo zas až tak nic neobvyklého, vzpomeňme třeba F. L. Věka, který podobně putoval na trase Praha - Dobruška.

V Praze se jako chudý student přírodních a technických věd na filosofické fakultě Univerzity Karlovy živil opravou hodin všech rozměrů a vychováváním dětí jednoho hraběte. Zanedlouho však přijal profesora F. J. Gerstnera, který mu na základě referencí nabídl místo mechanika ve školních dílnách nově ustaveného Polytechnického ústavu Království českého v Praze.

Božkovo srdce zaplesalo radostí, když hrabě a technik Jiří F. A. Buquoy přivezl do Prahy nesestavený polotovar Wattova parního stroje. Božek ho dal zanedlouho dohromady a rozchodil. Další nevelké parní stroje v tom období už stavěl sám a nainstaloval do silničního parovozu a menší říční lodě. Parovůz úspěšně předvedl v pražské Stromovce v září 1815 a o necelé dva roky později pořádal společnou exhibici parovozu na stejném místě a parolodi na vltavském rameni poblíž. Přišla však průtrž mračen, nastalý chaos využil neznámý zlodějíček a ukradl kasu s vybraným vstupným nemalého finančního objemu díky hojné účasti diváků.

Znechucený a zadlužený Josef Božek své parní stroje v náhlém pohnutí mysli rozmlátil. V dalším profesním životě se jimi zabýval minimálně a to pouze těmi stacionárními, ale spíš se věnoval jiným odvětvím mechaniky.

Ještě k Wattově parnímu stroji...

Pro Wattův parní stroj byly typické dvě pracovní komory nad sebou - šoupátková komora a pracovní válec s pístem.

Šoupátková komora - posuvný pohyb šoupátka vždy střídavě otevíral a uzavíral jeden průduch k válci - takže na píst střídavě působil tlak páry z jedné - či druhé strany - zatímco na opačné straně se uvolnila propusť pro vmýfuk - k vypouštěné páře se ještě přidala pára ze šoupátkové komory.

soukromý atlas lokomotiv na FCB

https://www.facebook.com/media/set/?vanity=101341581569399&set=a.170522167984673

odkazy - strojírenství

Převody mechanické (kolo a pastorek) a elektrické (trafa) - vozy Mercedes a vojenství - Blog iDNES.cz

Návštěva staré tiskárny - části strojů a mechanismy - Blog iDNES.cz

Autor: Jan Tomášek | středa 19.5.2021 20:18 | karma článku: 8.76 | přečteno: 505x

Další články blogera

Jan Tomášek

Jan Kozák: Lovcem v tajze

Jan Kozák - pro někoho již nepříliš známý spisovatel, možná byl známější jako předseda Svazu československých spisovatelův období tzv. normalizace.

25.11.2022 v 8:52 | Karma článku: 3.55 | Přečteno: 81 | Diskuse

Jan Tomášek

Sněhový pluh KSP 411 / LPO 411 S - železniční rozcestník a rozcestník těžba a hornictví

Když zasněží, a trať se stane skrze závěje nesjízdnou neznamená, že by vlaky vůbec neměly vyjet. Ve větších železničních stanicích jsou zpravidla pro tento účel k dispozici různá speciální železniční vozidla - třeba sněhové pluhy.

28.8.2022 v 5:43 | Karma článku: 6.96 | Přečteno: 422 | Diskuse

Jan Tomášek

U brodu s Vilémem Závadou

V jednom místě na řece Oslavě je brod, a v svého času zde byl příležitostný přívoz. Zcela jistě provozován v 50tých a 60tých letech. Co se týče literárních ohlasů doby jsou tato léta například spojena s básníkem Vilémem Závadou.

26.8.2022 v 6:07 | Karma článku: 6.86 | Přečteno: 188 | Diskuse

Jan Tomášek

Cesty energie E - jak platit za elektřinu QR kódem, elektřina, plyn a ekonomika

Příspěvek by měl navázat na dřívější příspěvky zabývající se elektrickou energií především po technické stránce a zde by měla být především ekonomika - především z hlediska spotřebitele - jak se za elektřinu vlastně platí.

24.8.2022 v 21:48 | Karma článku: 0.00 | Přečteno: 315 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Čína - nový závod o vesmír (4) - Xuntian

Čína plánuje v příštím roce vypustit na oběžnou dráhu velký vesmírný teleskop, podobný Hubbleovu vesmírnému teleskopu. (délka blogu 5 min.)

8.12.2022 v 8:00 | Karma článku: 18.83 | Přečteno: 187 | Diskuse

Libor Čermák

Záhadné tajemství českých vulkánů

Komorní hůrka, Říp, Bezděz, Zebín a další. To jsou místa, která spojují dvě věci. Jednak to jsou hory sopečného původu a pak se k nim vážou lidové pověsti, které odkazují na skutečný původ těchto hor a předhonily tak i vědce.

6.12.2022 v 9:45 | Karma článku: 14.93 | Přečteno: 411 |

Jan Fikáček

Má pravdu Lenin nebo Prof. Kulhánek?

Je to otázka řešená už od Aristotela a Demokrita, jestli je svět dělitelný do nekonečna nebo existují jakési nedělitelné kousíčky, ze kterých je vše složeno. Aristoteles uvažoval o kontinuu, Demokritos a Leukippos vyznávali atomy.

6.12.2022 v 9:07 | Karma článku: 20.73 | Přečteno: 729 | Diskuse

Dana Tenzler

Čína - nový závod o vesmír (3)

Její sonda úspěšně přistála na odvrácené straně Měsíce a na Marsu. Její astronauti se nacházejí na oběžné dráze ve vlastní orbitální stanici. (délka blogu 5 min.)

5.12.2022 v 8:00 | Karma článku: 21.94 | Přečteno: 250 | Diskuse

Jiří Turner

Nebinární ptakopysk

Argumentovat v genderové problematice tím, že pánbůh stvořil jen dvě jednoznačná pohlaví a v tomto formátu že funguje celá příroda i společnost, je, kulantně řečeno, poněkud unáhlené. Jak to tedy je z čistě biologického hlediska?

3.12.2022 v 10:31 | Karma článku: 26.44 | Přečteno: 4136 | Diskuse
Počet článků 239 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 480

Zajímám se o spoustu témat - která se trochu mění podle let a období.

Dcera je výjimečná, říká Julia Robertsová. Hazel oslavila 18. narozeniny

Herečka Julia Robertsová (55) oslavila osmnáctiny svých dvojčat, dcery Hazel a syna Finna společnou vzpomínkovou...

Zemřela Kirstie Alleyová. Hvězda trilogie Kdopak to mluví podlehla rakovině

Po krátkém boji s rakovinou zemřela v 71 letech americká herečka Kirstie Alleyová, hvězda filmové trilogie Kdopak to...

Politik opustil partnerku a děti po šestnácti letech kvůli pornoherečce

Německý politik Hagen Reinhold (44) opustil svoji dlouholetou partnerku Karoline Preislerovou (51), se kterou má tři...

Žádné Uložto! Startuje České kino, za stovku nabízí ke streamování 650 filmů

Oblíbené české filmy, pohádky i seriály ke stažení na jednom místě, legálně a ve vysoké kvalitě slibuje nová platforma...

Céline Dion oznámila, že trpí neléčitelnou nemocí, která vede k nehybnosti

Kanadská zpěvačka Céline Dion (54) svým fanouškům na sociálních sítích oznámila, že musí zrušit nebo přesunout své...