世界最早的火車 蒸汽機用煤炭和木材作燃料

世界最早的火車是什麼樣子？蒸汽機是將蒸汽的能量轉換為機械功的往復式動力機械。蒸汽機的出現曾引起了18世紀的工業革命。直到20世紀初，它仍然是世界上最重要的原動機，後來才逐漸讓位於內燃機和汽輪機等。下面就跟本站一起具體看看世界最早的火車等相關內容。

火車

1781年製造的蒸汽機問世，與此同時，人們也正在考慮如何把靜置的蒸汽機搬到交通工具上，變成動態的機械。可是蒸汽機的小型化、使車輪在軌道上不打滑、氣缸的排氣、鍋爐的通風等問題都有待進一步解決。

英國人查德·特里維西克（1771～1833年）經過多年的研究探索終於在1804年製造了一台單一氣缸和一個大飛輪的蒸汽機車，牽引5輛車廂，以時速8千米的速度行使，這是在軌道上行使的最早的機車。因為當時是用煤炭和木材作燃料，就把它叫做“火車”了。

分類

鍋爐分類

火管造型被用在早期的船隻和蒸汽機車的鍋爐中。在火管式鍋爐中，從燃燒室出來的熱煙通過煙道由煙囱排出。這種鍋爐需要一個比較高的煙囱。

水管造型的水由熱氣通過多個管道加熱。這些管道在交換器的頂部流入一個蒸汽集合腔。水管鍋爐的一個重要優點是它在破壞時造成的危險比較小，原因是因為鍋爐裏的水的量比較小，此外鍋爐裏沒有多少會被磨損的運動的機械組成部分，一些水管鍋爐在排煙道上還有一個熱交換器來提高整個鍋爐的熱效率。

蒸汽機分類

按蒸汽在活塞一側或兩側工作，蒸汽機可分為單作用和雙作用式兩種；按汽缸佈置方式，可分為立式和卧式；按蒸汽是在一個汽缸中膨脹或依次連續在多個汽缸中膨脹，可分為單脹式和多脹式；按蒸汽在汽缸中的流向，可分為迴流式和單流式；按排汽方式和排汽壓力可分為凝汽式、大氣式和背壓式。

發展提高

功效

蒸汽機的發展首先體現在功率和效率的提高，而這又主要取決於蒸汽參數的提高。初期蒸汽機的蒸汽壓力僅為0.11～0.13兆帕，19世紀初才達到0.35～0.7兆帕，20世紀20年代曾用到6～10兆帕。在蒸汽温度上，19世紀末還不超過250℃，而到20世紀30年代曾用到450～480℃。

效率

至於效率，瓦特初期連續運轉的蒸汽機，按燃料熱值計總效率不超過3%；到1840年，最好的凝汽式蒸汽機總效率可達8%；到20世紀，蒸汽機最高效率可達到20%以上。

轉速

在轉速方面，18世紀末瓦特蒸汽機僅40～50轉/分；20世紀初轉速達到100～300轉/分，個別蒸汽機曾達到2500轉/分。在功率方面，最初單機功率僅幾馬力，20世紀初的一台船用蒸汽機的功率可達25000馬力。

隨着蒸汽參數和功率的提高，蒸汽已不可能在一個汽缸中繼續膨脹，還必須在相連接的汽缸中繼續膨脹，於是出現了多級膨脹的蒸汽機。蒸汽機因受到潤滑油閃點的限制，所用蒸汽的最高温度一般都不超過400℃，機車，船用等移動式蒸汽機還略低一些，多數不高於350℃。考慮到膨脹的可能性和結構的經濟性，常用壓力在2.5兆帕以下。蒸汽參數受到限制，從而也限制了蒸汽機功率的進一步提高。

意義

蒸汽機的出現和改進促進了社會經濟的發展，但同時經濟的發展反過來又向蒸汽機提出了更高的要求，如要求蒸汽機功率大、效率高、重量輕、尺寸小等。儘管人們對蒸汽機作過許多改進，不斷擴大它的使用範圍和改善它的性能，但是隨着汽輪機和內燃機的發展，蒸汽機因存在不可克服的弱點而逐漸衰落。