(Исследовательская работа )Выполнена: Клейменовой Аленой,

ученицей 7 «В» класса МБОУ «СОШ №3»

Научный руководитель: Анисимова В.В.,

учитель физикиМБОУ «СОШ №3 с углублённым изучением

отдельных предметов»Котовск

2013

Актуальность Ветряная - Мельница - Паровая

Представьте себе мир, в котором машины приводятся в действие мускульной силой или силой водяных колёс и ветряных мельниц, покорных любым капризам природы. Таким был мир техники до создания парового двигателя. Но конце VII века, в нарождающейся мировой индустриальной революции требовалось иные машины, которые не зависели от природы. Именно поэтому, появление паровой машины имело общемировое глобальное значения для человечества. Не прошло и полвека и повсюду уже привычным стали заводы с дымящимися трубами, паровые машины и турбины, паровозы и пароходы - весь сложный и могучий мир паротехники. Кто же был создателем этого глобального события – появления паровой машины? И кому принадлежит пальма первенства в освоении энергии пара?

Проблема

• Говоря о паровых машинах, обычно упоминается об английских изобретателях Томасе Ньюкомене (1712 г.) и Джеймсе Уатте (1782г.). Однако первую реально работающую паровую машину создал алтайский механик Иван Иванович Ползунов в 1766 г .

.

Company Logowww.themegallery.com

1 1 2 2 3 3

Задачи

44 5 5

Познако-

миться с

историей

развития

паровой

машины.

Узнать о

других

изобрета-

телях

паровой

машины в

XVII в.

Узнать

обстоятельс

тва

изобретения

И.И.

Ползунова.

Познако-

миться с

биографией

И.И.

Ползунова.

Изучить мнение

людей и

информацию о том,

как описывается

изобретение паровой

машины в различных

источниках, факты

изобретения и

использования

паровой машины в

литературе и

энциклопедиях.

ЦельРассмотреть историю изобретения паровой машины. Изучить причины забвения имени российского механика И.И. Ползунова.

Предмет исследования

Гипотеза

• Предположим ,что

Иван Иванович

Ползунов

первым в мире

изобрел и создал

промышленную

универсальную

паровую машину.

Company Logowww.themegallery.com

Методы исследования

работа с информационными интернет – источниками

чтение книг

анализ результатов, отбор нужной информации, оформление презентации

Этапы работы над исследованием:

Ставим цели и определяем задачи

Производим сбор данных об истории создания, изобретателях, особенностях

паровых машин

Проводим анализ информации

Обобщаем материалы и делаем выводы

Представляем результаты

История создания паровой машины

Герон

Дж

овани Бранка

Папен и Севери

Your Text

Your Text

Your Text

Ползунов

Your Text

250 до НЭ

1629 1698 17121766

1782

Томас Нью

комен

Уатт

Создатели и их изобретения

Сегнерово колесо

Эолипил

Паровые насосы

Универсальная паровая машина Усовершенствованная

паровая машина

Совершенствование паровой машины

Модель паровой машины Модель паровой машины

ПолзуновНьюкомен

Севери

Бранка

Д. Уатт

Создание паровых насосов Создание первойуниверсальной паровой машины

Производство паровых машин

Создание паровой машины И.И. Ползунова

Начало строительства в апреле 1763 г.

В марте 1764г. И.И. Ползунов подал первые требования на людей и материалы

В декабре 1765г - Пробный пуск

7 августа 1766 г. Пуск в эксплуатацию первой в мире универсальной паровой машины

10 ноября 1766 г. Из-за течи котла машина была остановлена навсегда

В июле 1778г. Паровая машина Ползунова была разобрана.

Причины забвения дела великого механика И.И. Ползунова

1. Смерть И.И. Ползунова до пуска паровой машины

2. Засилье иностранцев в Академии Наук России

3. Неготовность Российской промышленности в конце XVII веке переходить с ручного труда на механический

4. Некомпетентность владельцев и руководителей фабрик и манфактур

5. Необученность рабочих

Биография И.И.ПолзуноваИван Иванович Ползунов родился в 1728 г. на Урале, на берегах Исети в Екатеринбурге. Документы сообщают, что отец Ползунова, солдат второй Екатеринбургской роты, был родом из крестьян города Епанчина, или Туринска.И. И. Ползунов успешно помогал Бахареву; за время с 1742 по 1748 г. механик дважды делал представление о прибавке жалованья расторопному и умному ученику. В этот период И. И. Ползунов имел много случаев для ознакомления с оборудованием и работой одного из лучших тогда заводов - Екатеринбургского. Пришлось ему побывать и поработать также и на других уральских заводах.В 1748 г. И. И. Ползунов прибыл вместе с группой уральских горнозаводских специалистов на Колывано-Воскресенские заводы Алтая, где он и вырос в выдающегося горнозаводского специалиста. В первый год пребывания на Алтае он работал всего лишь писцом при плавильных печах. А в 1761 г. ему пришлось даже одно время исполнять обязанности руководителя Колыванского завода и всего прилегающего к нему округа.Начальство постоянно заставляло его работать там, где было труднее всего, где дело не ладилось. Благодаря этому пришлось ему побывать на Барнаульском и Колыванском заводах, на Змеиногорском руднике, на Красноярской и Кабановской пристанях. И. И. Ползунову постоянно приходилось ездить в командировки, проводить сплав руды, расплачиваться с возчиками руды, ремонтировать или строить суда, производить ревизии. Поиски горнового камня сменялись работами по заготовке тёса и скалы для кровель. Земляные работы чередовались с руководством куренной операцией, то есть заготовкой дров и выжиганием из них угля для металлургических печей. Пришлось И. И. Ползунову даже отвозить транспорт золота и серебра в далёкий Петербург.Везде и всегда И. И. Ползунов стремился изыскивать самые лучшие решения порученных ему дел, для чего многое изобретал. Ему принадлежит заслуга создания в Змеиногорске в 1754 г. одной из первых, если не первой в России деривационной гидросиловой установки, то есть установки, в которой вода, приводящая в движение колёса, подаётся по особому каналу на большое расстояние от плотины.Немало пришлось ему встречаться с выдающимися людьми как на Алтае и на Урале, так и особенно при поездке в Петербург в 1758 г. Вполне вероятно, что тогда могла состояться встреча Ползунова с Ломоносовым.Во время строительства паровой машины И. И. Ползунов, надорвавшись от непосильного труда, заболел и умер раньше, чем начались испытания машины. 27 мая 1766 г. И. И. Ползунова не стало.Строительство паровой машины Ползуновым И.И. очень похоже на подвиг. Несмотря на козни недругов, равнодушие начальства, не компетентность рабочих паровая машина построенная Ползуновым была запущена энтузиастами и проработала более трех месяцев.

Значение создание паровой машины И.И. Ползунова

Но страна не забыла величественного труда Ивана Ивановича Ползунова, создавшего первую в истории огнедействующую машину. Русский народ помнит своего гениального представителя, завоевавшего право стать первым у истоков современной техники. Идея и пример создания паровой машины Ползуновым подтолкнула инженеров и техников всего мира для совершенствования и внедрения в промышленность разработанной им универсальной паровой машины. Изобретение Ползунова подтолкнуло к промышленному производству паровых машин.Почин Ползунова подхватили продолжатели его дела в нашей стране. Оригинальный проект новой огнедействующей машины создал ещё в XVIII в. в Кронштадте "шлюзной подмастерье поручиского рангу" Роман Дмитриев. В девяностых годах того же столетия работал в Кронштадте и в далеком Забайкалье строитель огнедействующих машин Федор Борзой. В те же годы при постройке и использовании таких машин работали в Кронштадте: Евстафий Кокушкин, Алексей Андреев, Илья Леонтьев, Петр Михеев. Дмитрий Смирной, Дмитрий Кондратьев. Огненными машинами в России все в том же веке занимался тверской губернский механик Лев Сабакин, трудились в этой области и иные. Этими машинами в последние десятилетия 'XVIII в. занимались и государственные деятели: И. Г. Чернышев, И. С. Мордвинов, В. Г. Лизакевич, посол в Англии Мусин-Пушкин, олонецкий губернатор Тутолмин и другие.Для российских инженеров изобретение Ползунова стало толчком к дальнейшим открытиям. Так с 1806 по 1813 г на Алтае, явившимся колыбелью ползуновского парового двигателя, «огневых дел» мастер Поликарп Михайлович Залесов соорудил не одну модель паровой турбины на заводе, где он работал. . Строителем турбин для судостроения был и другой изобретатель, Павел Дмитриевич Кузьминский (1849 - 1900). Работая в области судостроения и воздухоплавания, П. Д. Кузьминский пришел к выводу о нецелесообразности использования паровой машины поршневого типа в качестве судового двигателя. Создатель первого самолёта А.Ф. Можайский усовершенствовал паровой двигатель для установки его на борт самолета.

Исследование

Кто в мире считается изобретателем паровой машины?Оказывается в истории техники и энциклопедиях нет понятия универсальной паровой машины, т.е. такой машины, которая с помощью пара могла выполнять любые производственные операции, была бы применима для любой работы, а не только для поднятия воды. Поэтому в технических источниках называются изобретателями паровой машины люди, применившие пар для одной операции, подъема воды, обогрева, или использующие машины, как игрушку (информация на сайте Википедия)

• Вывод: Из анализа паровых машин по виду использования видно, что первую универсальную машину изобрел и создал И.И. Ползунов в 1766 г. , так как её использовали не для одной операции (например, поднятия воды), а в разных производствах. Джеймс Уатт запатентовал и создал паровую машину в 1782 г.

Паровые машины по виду использования

Изобретатель год создания выполняемая функция назначение

промышленный эффект

Герон Александрийский 150-250 г. до Н.Э вращение шара нет нетАрхимед 250 г до Н.Э выстрел оборона нетДжованни Бранка 1629 г. поднятие , опускание нет нетХеронимо Аянсом де Бомонт 1629 г. поднятие , опускание нет нетСевери 1698 г. поднятие воды насос частичноДени Папен 1698 г. поднятие воды насос частичноТомас Ньюкомен 1712 г. поднятие воды насос частично

Иван Ползунов впервые в 1766г. , потом в 1794г.

паровая машина непрерывного действия

основная: раздувание мехов на Колывановских рудниках, Манчестерская прядильная фабрика

значительныйКПД, большая прибыль

Джеймс Уатт 1782 г.

усовершенствованная паровая машина непрерывного действия

металлургический завод в Лондоне, местечко Сохо огромный

КПД паровых машин

• У изобретенной паровой машины Ползунова КПД был в несколько раз больше по сравнению с ранее созданными паровыми насосами.

Изобретатель КПД паровой машиныГерон Александрийский не известноАрхимед не известноДжованни Бранка не известноХеронимо Аянсом де Бомонт не известноСевери 0,1-0,2 %Дени Папен 0,1-0,2 %Томас Ньюкомен 0,1-0,2 %Иван Ползунов 1-2%Джеймс Уатт 2-3%Трейвик (Англия) 1824г. ( паровоз) 5-10%Русские инженеры 1832г. ( пароход) 15%Братья Черепановы ( паровоз) 15%

Теоретические основание создания паровых машин• Что же этому мешало созданию паровой машины? Социальный заказ мирового сообщества, стоящего на

пороге индустриальной революции требовал высокопроизводительных машин. Ведущие научные умы неоднократно пытались подвести теоретическую основу для изобретения паровой машины, способной производить работу в дали от природных источников энергии. Инженеры и техники Англии во всю мощь использовали идеи и положения механики Ньютона, очень близко подошел к изобретению паровой машины Джеймс Уатт, французские механики (Дени Папин и другие) в своих исследованиях основывались на закономерностях Гюйгенса, но до конца XVII реально работали только паровые механизмы в качестве насосов. Миру нужна была универсальная паровая машина. И такая машина была изобретена и создана гениальным российским механиком Иваном Ивановичем Ползуновым. Изобретение И.И. Ползунова не было случайным, а было подготовлено всей его практической деятельностью, теоретическими знаниями, систематическим, тяжелым, кропотливым трудом и настойчивостью. В своей работе И.И. Ползунов руководствовался наиболее передовыми по тому времени взглядами на природу тепла, установленными в трудах его знаменитого современника М.В. Ломоносова, который в 1744 году в своем труде «Размышления о причине теплоты и холода» в первые в мировой науке предложил и обосновал механическую теорию теплоты и отверг распространенное в то время учение т «теплороде», как об особом веществе, обусловливающем степень нагрева тел. А в 1748 году М.В. Ломоносов, также впервые в мировой науке, сформулировал как «всеобщий естественный закон» закон сохранения массы и материи. И.И. Ползунов, как очень эрудированный человек, был знаком с работами М.В. Ломоносова, и хотя он не имел высшего образования, он хорошо знал физику, умел производить инженерные расчеты и составлять чертежи. Он поддерживал созданную М.В. Ломоносовым механическую теорию теплоты и имел представление о законе сохранения энергии, указывая на то что, «сила в машине сама собой восстать не может». Все эти обстоятельства и предопределили, то что именно в России Иваном Ивановичем Ползуновым, который обладал необходимыми знаниями и упорством, находясь на острие последних достижений мировой инженерии и открытий в науке была изобретена и создана первая универсальная паровая машина.

Англия Франция Россия Италия Испания

Фундаментальная наука

Английский ученый Ньютон

Нидерландский ученый Христиан Гюгенс

ученый М.В. Ломоносов нет нет

Инженерия Томас Севери Дани ПапенИ.И. Ползунов

Джованни Бранка Херонимо Аянсом де Бомонт

Т. Ньюкомен Дмеймс Уатт Трейвик

Подтверждение гипотезы• Вывод: Научные исследования М.В. Ломоносова,

опередившие западную науку, позволили И.И. Ползунову раньше всех построить универсальную паровую машину.

• Общий вывод: Моя гипотеза подтвердилась. Первую универсальную машину посторилИ.И. Ползунов на Колывано - Васильевских заводах Алтая в 1766г. Её использовали не для одной операции (например, поднятия воды), а в разных производствах. Кроме того, по чертежам Ползунова И. И. была простроена паровая машина на Манчестерской прядильной фабрике, которая проработала около тридцати лет.

Список информационных источников

• Данилевский В. В., «И. И. Ползунов. Труды и жизнь первого русского теплотехника» -М.-Л., изд. АН СССР, 1940 г.

• Жирицкий Г.С., «Паровые машины» Госэнергоиздат , 1951 г.• Ползуновский Альманах №2, 2004 г.

Ресурсы интернет –сайтов•

http //ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E0%F0%EE%E2%E0%FF_%EC%E0%F8%E8%ED%E0• http://xreferat.ru/36/489-2-russkie-izobretateli-ivan-ivanovich-polzunov.html• http://mirslovarei.com/content_bigbioenc/polzunov-ivan-ivanovich-202396.html• http://shipslib.com/history/vpm/hr2.html• http://machinepedia.org/index.php/%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F_%D0%B

C%D0%B0%D1%88%D0%B8%D0%BD%D0%B0• http://www.smartgrid.ru/smart-wiki/istoriya-izobreteniy/parovye-mashiny-i-ih-sozdateli/• http://maxfeed.ru/index.php/dvigateli-i-mekhanizmy/1-parovaya-mashina.html• http://www.critical.ru/calendar/1901watt.htm• http://student.zoomru.ru/fiz/istoriya-stanovleniya-i-razvitiya-termodinamiki/152737.1181568.s1.html