Die Dampfmaschine
Referenten:
Christian Loer, Max Reinert
Inhalt
• Aufbau und Funktion
• Verschiedene Arten der Dampfmaschine
• Anwendungen
• Einflussnahme der Dampfmaschine auf die soziale Gesellschaft
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
Aufbau und Funktion
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
Aufbau und Funktion
Aufbau und Funktion
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)
Verschiedene Arten der Dampfmaschine
1. Die atmosphärische Dampfmaschine
2. Die Niederdruckdampfmaschine
3. Die Hochdruckdampfmaschine
4. Die Verbunddampfmaschine
Frühe Entdeckungen
• 301 v. Chr. ArchimedesDampfkanone
• 100 n. Chr.: Heron von AlexandriaHeronsball
• 1666: Christiaan HuygensSchießpulvermotor
atmosphärische Dampfmaschine von Papin (1690)
Direktwirkende atmosph. Dampfmaschine von Savery (1968)
Die Dampfpumpe von Papin
Die Dampfmaschine nach Newcomen (1712)
Die Dampfmaschine nach Watt (1776/1782)
Der Wattsche Fliehkraftregler
„Hochdruck-Dampfmaschine“ von Trevithick (1800)
• Veränderung der herkömmlichen Dampfmaschine:
• Zylinder ragt in den Dampfkessel hinein Weniger Wärmeverluste (höhere Temperaturen) höherer Druck
viele Explosionen
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
Die Verbunddampfmaschine
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
Die kleinste Dampfmaschine der Welt
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
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.