Паросиловая установка И.И.Ползунова

Всероссийской конкурс исследовательских работ школьников

"Наука в лицах"

Тема:

"Паросиловая установка

И.И. Ползунова"

Учитель: Борцова Елена Владимировна

Ученик: Ховрякова Александра, 7 "В" класс

МБОУ СОШ № 30

Дзержинск - 2024 г.

Содержание:

Главные факты об изобретателе

История изобретения

Авторский проект пароатмосферной машины

Принцип работы двигателя

Постройка и запуск машины

Использование двигателя

Значение

Список используемой литературы

-1-

В прошлом году исполнилось 295 лет со дня рождения Ивана Ивановича Ползунова (1728-1766 г.г.). Он опередил свое время. Ему было отмерено на этой земле всего 28 лет. Но за столь короткую жизнь солдаткий сын сумел сделать то, чего до него никто не делал. Он создал первую в России паросиловую установку.

Его «огненная машина» была первым в мире двухцилиндровым паровым двигателем. Для его действия не требовался водоем – машина работала без проточной воды и водяного колеса. Случилось это событие в середине 18 века. И произошло это в Сибири, в Барнауле, который к тому времени был горно-заводским центром.

И.И. Ползунов родился в семье солдата в г. Туринске. После окончания горнозаводской школы в Екатеринбурге был «механическим учеником» у главного механика уральских заводов, самостоятельно познакомился с трудами М.В. Ломоносова, изучил устройство паро-насосных установок.

В апреле 1763 года Иван Иванович Ползунов предлагает проект своей паровой машины. Надо отметить, что в России в то время паровые машины практически не использовались, и всю информацию Ползунов получил из книги «Обстоятельственное наставление рудокопному делу», в которой описывалась паровая машина английского кузнеца Томаса Ньюкомена.

Проект пароатмосферной машины И. И. Ползунова состоял из трех документов: докладной записки, описания оригинальной огнедействующей машины и ее чертежа. Докладная записка содержала анализ недостатков старой энергетики, неизбежных при использовании гидротехники; предложение «сложением огненной машины водяное руководство пресечь»; практические указания о том, что «вся машина должна быть сделана из металла» и требования к квалификации работников, необходимых для построения машины.

-2-

В своем проекте И. И. Ползунов давал физическое обоснование работы огнедействующей машины. Он писал: «За главные в машине члены следственно предпочесть: воздух, воду и пар, которые в беспрерывном действии машину содержать повинны».

Машина, изобретенная И. И. Ползуновым, состояла из следующих основных частей: котельная установка, пароатмосферная машина, водяная коммуникация, передаточный механизм, воздуходувная установка. Паровой котел, предложенный изобретателем, был той же конструкции, что и котлы, применявшиеся в то время в ньюкоменовских машинах.

Ползунов модернизирует её. Для обеспечения непрерывной работы он предлагает использовать два цилиндра, вместо одного, как в паровой машине Ньюкомена.

Поршни в цилиндрах паровой машины Ползунова работали в противофазе. Когда в один из цилиндров, наполненных паром, впрыскивали воду, пар конденсировался в нём, и в цилиндре создавалось разряжение. Под действием атмосферного давления поршень начинал опускаться вниз. В этот момент в другой цилиндр, находившейся в нижнем положении, начинал поступать пар, и он двигался вверх.

Проект был представлен Екатерине II. Императрица распорядилась произвести И. И. Ползунова в «механикусы» с чином и званием инженерного «капитан-поручика», наградить его 400 руб. и по возможности направить на учебу в Академию наук. 

В 1764 году Ползунову приказывают строить паровую машину в 15 раз более мощную, чем в проекте 1763 года. Высота машины предполагалась 11 метров. Ползунов изначально планировал построить макет, чтобы отработать на нём все неожиданные трудности. Ни у кого в России того времени не было опыта в строительстве подобных машин.

-3-

Более того, Ползунову не разрешили вызвать опытных мастеров с уральских

заводов. Испытания машины начались лишь спустя три года после строительства.

Постройка машины была закончена в августе 1766 года. Она имела высоту 11м и мощность 29 кВт. В отличие от предшествующих машин, работающих рывками и выполнявших только роль водоподъёмных насосов, машина Ползунова создавала непрерывное усилие и была первой машиной, которую можно было применить для приведения в движение любых заводских механизмов.

Именно по второму проекту и велось строительство пароатмосферной машины для Барнаульского сереброплавильного завода. 12 марта 1766 г. были установлены воздуходувные мехи к машине, строительство ее завершилось. 16 (28) мая 1766 г. И. И. Ползунов скончался от чахотки, не дожив до начала испытаний неделю.

После проведения испытаний под руководством учеников механика И. И. Ползунова «огнедействующая» машина 7 августа 1766 г. вступила в действие по обслуживанию дутьем трех плавильных печей. Она проработала с небольшими перерывами до 10 ноября того же года, пока не прогорел котел двигателя, склепанный из тонкой листовой меди.

Общее время полезной работы машины составило: 1023 часа или 42 суток и 15 часов. За это время было получено серебра 14 пудов 38 фунтов, золота 14 фунтов… За вычетом всех расходов на постройку машины, оплату плавильщиков, даже 400 рублей награды Ползунову, чистая прибыль составила 11 016 10 копеек. А ведь машина и работала не на полную мощность. Простояв без действия, машина была разобрана в 1782 г.

В Алтайском государственном краеведческом музее в настоящее время хранится действующая модель пароатмосферного двигателя И. И. Ползунова проекта 1763 г. 

-4-

Список используемой литературы:

http://class-fizika.narod.ru/parpols.htm

http://steampunker.ru/blog/history/68.html

Бородкин П. Рассказы о Ползунове // Алтай. - 1977. - № 1. - С. 53-61.

Виргинский В.С. Иван Иванович Ползунов 1729-1766 /Отв. ред. Н.К.Ламан. - М: Наука, 1989. - 165 с.

Гришаев В. Ф. Ползунов Иван Иванович (1729–1766) // Энциклопедия Алтайского края. Барнаул, 1997. С. 281–282

Шишкин А.Д. Создатель "огненной" машины (И.И. Ползунов). - Свердловск: Свердловское кн. изд-во, 1963. - 83 с.

-5-