蒸汽機的發明與應用

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蒸汽機的發明與應用

作者：申珮迪

來源：《科學與財富》2018年第04期

摘 要：蒸汽機是18世紀工業革命史上的一項重要發明，它改變了人們的生產生活方式。

基于此，筆者根據個人學習興趣，通過收集相關文獻資料，對蒸汽機的起源與應用進行了探

討，希望通過本文，能給予同學們一些啟示，共同進步。

關鍵詞：蒸汽機；起源；原理；改進；應用

1 蒸汽機的起源與原理

蒸汽機是英國人薩維利于1698年，紐可門于1705年各自獨立發明的。1765年瓦特在紐可

門的基礎上，對蒸汽機做了重大改進，使蒸汽機實現了現代化，大大提高了蒸汽機的效率。為

紀念瓦特的貢獻，功率的單位以其姓氏命名。蒸汽機的發明推進了生產力的發展，解放了生產

力，提高了勞動效率。蒸汽機的應用是人類認識和利用自然力的一個大突破，是人類歷史上的

第一次技術革命。

蒸汽機的工作原理是用燃燒煤產生熱量，將水加熱成高溫高壓的水蒸氣，利用高壓水蒸氣

推動氣缸中的活塞運動，活塞帶動曲軸將往復運動轉變為轉動；直到19世紀90年代，我們還

能看到蒸汽機火車頭在鐵路上急駛。但由于內燃機的熱機效率低，污染嚴重而被淘汰，現在我

們只能在博物館中目睹它的風采了。

2 蒸汽機的改進與應用

蒸汽機的發明作為一種經濟現象，它能夠不斷得到改進的一個重要的經濟原則是獲益要永

遠大于消耗。

薩夫里制造蒸汽機的目的是代替那些在礦井中安裝的全套的重疊唧筒，這些設備加大了開

礦的成本，使利潤減少。但他的發明使燃料的消耗加大，且存在工作和生產效率問題。紐科門

的機器一問世，它就遭到淘汰。經過完善，紐科門的蒸汽機得到推廣，它比以前所使用的動力

更加高效、節能。一架蒸汽機相當于五十馬力的功，而費用只是原來的六分之一。但它仍具有

薩夫里蒸汽機的缺陷，需要消耗大量的燃料。由于火力泵和水力機組合所產生的力的喪失。加

上因冷凝氣缸所造成的熱素的喪失，結果就是燃料的耗費同所得的效果不相稱。同時，它也只

能做往復的直線運動，還不能用在其他領域進行生產。瓦特的蒸汽機克服了它的缺陷。瓦特發

明的“雙作用式蒸汽機”具有節能、高效、工作可靠、應用范圍廣等特點。因此，它不僅在采礦

業中受青睞。而且在紡織、冶金、機器制造、交通運輸等各行各業得到廣泛應用。

在冶金業方面，1775年，索霍工廠交給伯明翰附近的布魯姆菲爾德煤礦一架蒸汽抽水

機，它比紐科門機器抽水快兩倍，而燃料耗費量卻是同等的。