热机效率最高的蒸汽机是什么结构的?蒸气机有活塞式和涡轮式的,这两种效率最高的、最实用的是哪种并说明一下为什么

热机效率最高的蒸汽机是什么结构的?蒸气机有活塞式和涡轮式的,这两种效率最高的、最实用的是哪种并说明一下为什么
热机效率最高的蒸汽机是什么结构的?
蒸气机有活塞式和涡轮式的,这两种效率最高的、最实用的是哪种
并说明一下为什么

热机效率最高的蒸汽机是什么结构的?蒸气机有活塞式和涡轮式的,这两种效率最高的、最实用的是哪种并说明一下为什么
涡轮式蒸汽机,其原理是高压蒸汽喷在涡轮叶片上,带动涡轮转动,跟水车的原理差不多,其结构简单紧凑,零件少,效率比往复式蒸汽机高的多.
最早的热机原理是我国的走马灯,走马灯也是涡轮机的萌芽.最初的热机是火药内燃机,由荷兰物理学家惠更斯在1680年提出,这种发动机就是利用火药的爆燃来推动活塞做功的,但是,这种机械只停留在理论上,并没有搞出来.值得中国人（学机械的）注意的是：往复式活塞内燃机的主要机构都是中国最先发明的!比如：缸体---中国最先制造的大炮于1332年铸成,往复活塞、曲柄连杆机构、飞轮等都是我国首创.
火药内燃机虽然没有搞成功,但是为未来的蒸汽机产生了巨大的促进作用.
1690年,惠更斯的助手佩本设计出了用蒸汽做功的活塞式发动机,这个发动机尚不能用于实际生产,作为工业动力源.
1698年,英国的军事工程师萨弗里发明了一个使用蒸汽为矿井抽水的机器,它可以抽出地下10米深的水.这台机器实际上就是第一台用于工业生产的蒸汽机.
1711年,纽可门（英国）制造出更好的抽水蒸汽机,其性能有了较大的突破.从1772年起,几乎全英国的矿井都使用这种蒸汽抽水机.
1768年,英国技工瓦特发明了热效率更高的近代蒸汽机,因此被人们誉为“蒸汽机的发明人”.
总的来说,蒸汽机是产生于18世纪的英国.但是,蒸汽机存在着体积庞大,热效率不高的缺陷.
由于19世纪中叶卡诺（法国人）、迈尔（德国）、格罗夫（英国）、焦耳（英国）、克劳修斯（德国）、汤姆生（英国）等人提出并完善了热力学,同时用钢铁制造的精密机械已经开始出现,从而解决了制造精密圆柱体和螺丝等零件的问题,使得内燃机的研制进程大大加快.
1860年,法国人雷诺制造出第一台可以实用的内燃机.这是一台二冲程、无压缩、电点火的煤气机.
1862年,法国工程师德罗沙提出等容燃烧的四冲程循环原理,加上这个时候转炉、平炉炼钢法已经相继出现,为内燃机制造提供了可靠的原材料----低碳素钢.
1872年,德国钟表匠雷特曼制成了第一台四冲程煤气内燃机.
1876年,德国人奥托研制成功一台热效率达到14%的往复式活塞四冲程内燃机,此后,奥托又把内燃机的热效率提高的20%以上,这种内燃机,就是现在的汽油发动机的雏形.奥托也被称为“四冲程内燃机发明人”.
1881年,工程师克拉克研制成两个汽缸的内燃机.此后不久,汽油机正式出现了.
1897年,完全依靠压缩着火的柴油机出现了,它比汽油机机构跟简单,燃料更便宜.柴油机热效率达到26%,它的发明人是德国人狄赛尔.因此,现代汽油发动机也称为奥托发动机,柴油机称为狄赛尔发动机.
狄赛尔的发动机并不完善,还不能方便地利用到工业生产中,直到20世纪20年代发明燃油喷射系统后,柴油机才开始广泛地运用到各种动力机械中!本书的设定在这里需要书友们注意.根据对燃油喷射装置的技术要求分析,燃油喷射泵完全可以在1902年制造出来,只是当时没有人发明这个简单的装置而已.也就是因为这样,造成了大型的战舰很少配置柴油动力的现象.实际上当时的柴油机在加上燃油泵和涡轮增压装置以后,完全可以替代蒸汽机和汽轮机,而且采用弹性安装法以后,装备柴油机的战舰不会出现主机过载和主轴过热的通病.柴油机的优点是省油（航程大）,启动迅速（蒸汽机和汽轮机需要预先提升蒸汽压力）,缺点是机构相比之下复杂了一些（不计算汽轮机锅炉部分的情况下）,但是用现代（1950年）装备柴油机和汽轮机的舰船比较,装备柴油机的舰船维护费用比汽轮机舰船少14%左右.其次,柴油机在没有强化的条件下（增加喷射压力是最简单的强化手段）,单台推力比汽轮机要小,加速没有汽轮机快.
1903年,柴油机用于轮船,1908年,柴油机成为潜艇主动力,1912年,柴油机驱动的远洋巨轮建造成功.
20世纪初,往复活塞式的蒸汽机在船舶上逐渐被涡轮式的蒸汽轮机（汽轮机）取代,蒸汽轮机比活塞式蒸汽机热效率更高（35%）,单位体积能提供的推力更大,因此汽轮机到60年代一直成为大型船舶的主要动力.同时代的柴油机因为强化程度低而主要用于中、小型船舶.汽轮机首先由法国的拉瓦尔于1889年发明,到20世纪初,汽轮机已经能够输出6500马力,相当于4800千瓦.而实际上,当汽轮机锅炉燃料采用煤炭、燃油混合动力,优化飞轮和传动结构后,后来的汽轮机输出功率成倍提升.