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蒸汽机车是什么时候开始彻底退出历史舞台的你怎么看
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中国是全球最后一个制造大型蒸汽机车的国家,1988年12月21日停止了蒸汽机车生产。
集通铁路于1995年从全国各地收购了120台蒸气机车,经过修修补补,让这批本已退役的蒸汽机车发挥余热,又继续在西起内蒙古乌兰察布市,东至内蒙古的通辽市,全长945公里的铁路线上奔驰了10年。2005年10月30日,世界上最后一辆蒸汽机车在内蒙古草原上光荣退出历史舞台。
蒸汽机,从18世纪中叶被发明到21世纪初退出历史舞台以来,不但是人类工业革命的象征,而且也是引领人类工业革命历史的动力,可以这样评价:没有蒸汽机就没有工业革命,至少工业革命不会出现那么早。但是,蒸汽机技术除了给人类创造了工业文明,同时也给人类社会和自然环境造成了及其严重不利影响。
蒸汽机是18世纪的产物,那个时代的科技水平还十分低下,有人能想出蒸汽机这样的创意,就已经是一件很了不起的事件了,所以当蒸汽机获得工业应用时,人们欢呼雀跃、急不可耐,以急功近利的心态开始了蒸汽机的全面应用。后来人们又在蒸汽机原理的引领、提示下发明了多缸活塞式发动机、汽轮机、涡轮机等效率更高的发动机。
现在我们回过头来看,无论是蒸汽机,还是后来的多缸活塞式发动机、汽轮机、涡轮机等,都是显热做功的发动机,都存在如下四方面的致命缺陷。
首先,从瓦特完善、发明蒸汽机开始,就基本确立了显热做功的理论基础,所以无论是后来的多缸式柴、汽油机,还是汽轮机、涡轮机等发动机,都沿用了显热做功的理论基础。因此现在的发动机的能源利用率很低,最高只有50%,热电联产的热效率高出50%的部分,那不是发动机技术的功劳,而是热交换技术的贡献。
其次,从力学的角度分析,无论是活塞式发动机,还是汽轮机、涡轮机等发动机,在发动机结构和工质运动过程之间都存在受力状态不佳的先天不足。
活塞式发动机是靠高压气体的膨胀推动活塞做往复运动,再通过曲轴连杆机构转换成旋转运动,这种结构原理存在四方面不足:一是多了一道运动转换机构增加了能量损失,二是气体膨胀做功的过程本身就是做功能力降低的过程,所以气缸的排气压力不能过低,否则当气体完全失去做功能力时发动机就会停止连续运转,三是这种结构只能做成一级,不能实现多级,所以还没有完全释放能量的气体就只能排入大气,四是气缸内不能积液,否则会堵塞活塞使其回不到原位。
汽轮机、涡轮机等发动机,其工作原理都是轴流式,即叶轮的旋转方向与气流的作用力方向垂直,是造成这类发动机容易发生振动、失稳的根源,先天不足。如果气体带液就会造成发动机抖动甚至“跳舞”,所以这类发动机也只能利用蒸汽的显热部分。
其三,由于现在的所有发动机都只能利用显热部分,或者叫很小利用潜热(一般不大于10%),对于燃气,其排气温度最好在露点温度以上,让露点以下的热能白白排入大气;对于蒸汽,就必须在发动机排气口后面增加冷凝器,将蒸汽液化,让潜热白白排入自然界。
不仅如此,最致命的问题还在于冷凝器的冷侧介质,最经济合理、能够工业化实现的就是自然水,所以现在的发动机的内部工作温度都必须高于环境温度,否则蒸汽就不能实现液化。
这就是现在发动机不能利用空气或水含太阳能与深冷制冷剂工质(蒸发温度低于-20℃)组合实现高效率的低温运行的根本原因。
其四,由于现行发动机都是利用矿物燃料作为能源,对自然环境造成了及其严重的多方面影响,以至于让全球发起了“哥本哈根协议”、“巴黎协定”、“碳排放协议”等等运动,争吵不休,面红耳赤。
为什么美国还使用中国淘汰的蒸汽机车
有些是作为旅游项目,从中国购买退出的蒸汽机车,比如十几年前集通铁路退役的前进型蒸汽机车就有几台卖到了美国,而上世纪80年代也有建设型蒸汽机车出口美国。因为美国的铁路有些是私营铁路,一些老板愿意使用蒸汽机车牵引列车。
现在为什么不能用蒸汽机
主要原因是他污染的特别厉害。
蒸汽机车主要是烧煤。而烧煤会造成大面积的空气污染。而且就操作系统来说,蒸汽机的功率没有电力机车的马力高。而且负责烧锅炉的那个师傅会相当的累。车速也没有电力机车高。所以才淘汰蒸汽机车?
火车为什么不用蒸汽轮机
现在的水车都是电力和柴油机车,所以不用蒸汽轮机,蒸汽机是一种发动机,也是最早的发动机是靠煤燃烧锅炉里的水产生高压蒸汽,推动蒸汽发动机的活塞来获取动力的,而现在高铁火车使用的是内燃机和电气化机车头,现在,蒸汽机车已经淘汰了。
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