和滑杆之间的适当密封是至关重要的。太小的间隙可能导致漏气,而太大的摩擦力则会增加能量损耗。
蒸汽机只是一个名词,一个泛称,就像枪一样,有前装枪和后装枪,之后又衍生出各种的枪。蒸汽机也是同样如此,除了那些实验、正式理论或是概念的蒸汽机,第一台能真正使用的并非是瓦特发明的蒸汽机。什么祖母在炉子上烧水,小瓦特在一旁观察,他发现蒸汽顶开了壶盖,于是长大后就发明了蒸汽机,这故事当幼教听听就得了。
第一台实用的蒸汽机早在瓦特出生的半个世纪前就被发明出来了,而且瓦特的蒸汽机也不是依靠蒸汽压力工作的。
一位叫做托马斯·纽卡门的英格兰铁匠,把锅炉、活塞气缸和横梁式传动结构结合在一起,创造了纽卡门蒸汽机。他没发生任何一个主要部件,也没有创新的需求,但他的蒸汽机却是千真万确的创新,这种创新叫做集成。他发明的蒸汽机具有针对性,只能在矿场中使用,在纽卡门蒸汽机出现之前,矿井中的积水一直是一个另人头疼的问题。
如果达克乌斯晚来个几百年,他就会发现劳伦洛伦那座被炸毁的银山正在被人类采集着,那些矿场并没有大气式蒸汽机,只有水桶队,这些矿工负责把水桶运到输送带,好让积水倾倒在地表。大一点的矿场用水泵,通过位于附近的河流和或瀑布修建水车,或一队正在拉动巨大齿轮的马匹,机械装置为活塞提供动力,把水泵到地表,然后在那里通过木管把水和矿石废渣一起运到附近的溪流或池塘中,在纽卡门蒸汽机出现之前,这么做无论在哪个世界都成本极高。
然而纽卡门蒸汽机也没有那么的好,在工作的会消耗大量的蒸汽,这导致蒸汽机需要大量的煤,在北部这种蒸汽机得到了大量的应用,因为那里都是煤矿,有些积水被淹没数个世纪的煤矿,因为蒸汽机的出现也能重新进行开采,矿主们可以用卖不出去的坑口煤为蒸汽机提供动力,但其他地方就不行了,刨除煤矿价格和水运等等,根源就在利用率底下,导致煤炭消耗巨大,据说利用率只有零点五,其他的能量都被白白消耗掉了。
詹姆斯·瓦特在半个世纪后做出了重大改进,将废蒸汽转移到单独的容器中进行冷凝,这个改进提高了蒸汽机的效率,由气压驱动,将活塞推入冷凝蒸汽产生的部分真空,而不是膨胀蒸汽的压力。接着他进一步开发了蒸汽机,对其进行了修改,以提供适合驱动机械的旋转阀门驱动,这使得工厂能够远离河流。
这些早期的蒸汽机的效率有限,但比较安全,因为它们的压力比较低,在发生损坏的情况下机器向内收缩,而不是向外爆炸。蒸汽机的效率受外部气压、气缸变形、燃烧和沸腾的效率和凝结能力的限制,理论最高效率受水在普通大气压下比较低的沸腾温度限制。
使用高温高压的蒸汽为蒸汽机的效率带来了巨大的提高,但这种蒸汽机要更加的危险,锅炉和机器的爆炸造成了许多大事故>> --