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Die Dampfmaschine
Referenten:
Christian Loer, Max Reinert
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Inhalt
• Aufbau und Funktion
• Verschiedene Arten der Dampfmaschine
• Anwendungen
• Einflussnahme der Dampfmaschine auf die soziale Gesellschaft
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Inhalt
• Der Werdegang der Dampfmaschine• Frühe Entdeckungen• Denis Papin• Thomas Savery• Thomas Newcomen• Die Verbesserung durch James Watt• Hochdruckdampfmaschinen (Trevithick, Perkins, Alban)• Die Verbunddampfmaschine• Die Dampfmaschine heute• Ökonomischer Einfluss • Die Geschichte der Dampfmaschine auf einen Blick
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Aufbau und Funktion
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Aufbau und Funktion
• Kolbenwärme-Kraftmaschine:• Durch thermodynamische Energie (Dampf) wird
mittels Kolben Arbeit verrichtet
• Gradlinige Bewegung des Kolbens wird durch Pleul und auf ein Rad übertragen
=> Rotationsbewegung
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Aufbau und Funktion
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Aufbau und Funktion
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Anwendungen
• Abpumpen von Grundwasser in Bergwerken• Verschiedene Anwendungen in der
Landwirtschaft• Antrieb für Walzwerke, Mühlen und
Münzprägungen• Antrieb automatischer Verarbeitungsmaschinen
(Webstuhl, Spinnmaschine)• Antrieb für Fahrzeuge (Züge, Schiffe, Straßenfahrzeuge, Zeppelin)
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Verschiedene Arten der Dampfmaschine
1. Die atmosphärische Dampfmaschine
2. Die Niederdruckdampfmaschine
3. Die Hochdruckdampfmaschine
4. Die Verbunddampfmaschine
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Frühe Entdeckungen
• 301 v. Chr. ArchimedesDampfkanone
• 100 n. Chr.: Heron von AlexandriaHeronsball
• 1666: Christiaan HuygensSchießpulvermotor
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atmosphärische Dampfmaschine von Papin (1690)
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Direktwirkende atmosph. Dampfmaschine von Savery (1968)
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Die Dampfpumpe von Papin
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Die Dampfmaschine nach Newcomen (1712)
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Die Dampfmaschine nach Watt (1776/1782)
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Der Wattsche Fliehkraftregler
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„Hochdruck-Dampfmaschine“ von Trevithick (1800)
• Veränderung der herkömmlichen Dampfmaschine:
• Zylinder ragt in den Dampfkessel hinein Weniger Wärmeverluste (höhere Temperaturen) höherer Druck
viele Explosionen
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Hochdruck-Dampfmaschinen von Perkins und Alban (ab 1819)
• Ziel: • Dampfmaschine mit 70 bar Druck (normal waren 3-4 bar)• 80% weniger Gewicht• 90% weniger Kohleverbrauch
• Umsetzung:• Kessel (später Rohre) wurden vollständig mit Wasser gefüllt• Überhitzen des Dampfes (Temperaturen um 350 Grad)
• Erfolg: • Drücke von 35 bar und dadurch große Kohleeinsparungen
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Die Verbunddampfmaschine
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Die Dampfmaschine heute
• 1960: Dampfmaschine mit 30.000 PS • Einsatz in Förderanlagen• Dampfturbinen in modernen Kraftwerken• Renaissance: Antrieb von PKWs
• Vorteile: kontinuierlicher Verbrennungsvorgang => emissionsärmer als Benzinmotore
extreme Überlastbarkeit
kaum Schmierung benötigt, wenn Verschleißteile aus Kohlenstoffkomponenten gefertigt werden
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Die kleinste Dampfmaschine der Welt
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Ökonomischer Einfluss
• Wert industrieller Produktion in England• 1820: 290 Mio. Pfund• 1860: 577 Mio. Pfund
• Steinkohleförderung in England• 1860: 81,3 Mio. t• 1880: 149,3 Mio. t
• Roheisenproduktion (USA)• 1890: 467.400• 1910: 1.381.500 t
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Quellen• Christmann, Helmut (1976): Technikgeschichte in der Schule, Otto
Maier Verlag, Ravensburg.• Hein, Christian, e.a. (2004): Technik Duden Basiswissen Schule,
Brockhaus AG Mannheim.• Matthes, Michael (1986):Technik zwischen Bürgerlichem Idealismus
und beginnender Industrialisierung in Deutschland, VDI-Verlag, Düsseldorf.
• Wagenbreth, Ottfried, e.a.(2002): Die Geschichte der Dampfmaschine, Aschendorff Verlag, Münster.
• www.stationspage.de/lokomobile/geschichte.htm, Zugriffsdatum: 09.05.2010.
• http://www.klauskramer.de/Schiff/Dampf/DampfHi1/DaHi1top.html, Zugriffsdatum: 09.05.2010.
• http://www.youtube.com/watch?v=vy8mJ-RZos0&feature=related, Zugriffsdatum: 09.05.2010.