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蒸気機関車で使う蒸気について

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  • 質問者：bibatch
  • 質問日時：
  • 回答数：1件

蒸気機関車では、どれくらいの圧力、温度の蒸気を使い、仕事をした後、どれぐらいの圧力、温度の蒸気を排出しているのでしょうか。また低熱源の温度は何度ぐらいですか。教えてください。

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A 回答 (1件)

No.1ベストアンサー

  • 回答者： tocoche
  • 回答日時：

蒸気機関車で使われる蒸気は下記の本によると、ボイラ出力で２００℃：１６気圧ですが、これは飽和水蒸気のため、ほっとくとすぐに水に戻ってしまうので、過熱（スーパーヒーティング）により１６気圧のまま４００℃まで上げられます。

　これを断熱膨張させれば膨張比（蒸気機関車では締切り比といいます）により、排出温度，圧力が求められます。　排出蒸気は燃料の排気を吐き出させるため、２気圧は残してあったと思います。

また、排出されたところは常温ですが蒸気はずっと熱いため、低熱源温度より背圧を考慮したほうがいいと思います。　なお、復水器を使えば常温でも背圧を０．１気圧まで下げられますが、高い膨張比と複雑な構造を必要とするので、蒸気機関車に使われることは稀です。

おすすめ本：　ネコパブリッシング　日本の蒸気機関車　１８００円　写真がかっこいいし、構造も歴史もバッチリわかる。
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この回答へのお礼

質問に答えてくださったtocoche様、ありがとうございました。助かりました。

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お礼日時：2002/02/04 20:28

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どのくらいの倍数になるか知りたいのです

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Aベストアンサー

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つまり、沸点というのは飽和蒸気圧が大気圧と同じになる温度のことを言います。
しかし、沸点以下でも蒸気圧は０ではありません。たとえば、水が蒸発するのは、常温でも水にはある程度の大きさ（おおよそ、0.02気圧程度）の蒸気圧があるためにゆっくりと気化していくためであると説明できます。
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蒸気圧というのは、主として常温付近で一部が気体になるような物質について用いられる言葉です。

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No.1です。質問から随分時間が経ったのでもうお分かりかもしれませんが、一応書いておきます。

ボイラーで発生した水蒸気がなぜ一方向（シリンダ方向）にだけ向かうのかは、簡単な話で、ボイラーが液体の水で満たされており、給水側の配管が水で塞がれているから、です。
加えて、水からは盛んに水蒸気が発生しているので、逆流のしようがありません。
ガソリンエンジンのように、ボイラー内に間欠的に水を注入しているわけではないし、注入された水が全て瞬間的に気化しているわけでもありません。

では、なぜボイラー内の水が給水側に押し戻されないかは、次のように説明できます。
ボイラー内の水蒸気圧力は、昔のSLで15気圧程度、質問者の示された図で20気圧程度と書かれています。
1気圧は大体1kg/cm2なので、ボイラーの給水側の配管の断面積を30cm2(半径3.09cm)とすると、パスカルの定理により、配管内の水を押し戻す力は600kgfとなります。(ボイラー内の水の重量は無視)
従って、ポンプでそれ以上の力で水を押してやれば、水が押し戻されることもありません。

これがどのくらいの力かというと、水1Lの重さは1kgなので、例えば1m四方のタンクがあったとして、深さ60cmの水の重量に相当します。

No.1です。質問から随分時間が経ったのでもうお分かりかもしれませんが、一応書いておきます。

ボイラーで発生した水蒸気がなぜ一方向（シリンダ方向）にだけ向かうのかは、簡単な話で、ボイラーが液体の水で満たされており、給水側の配管が水で塞がれているから、です。
加えて、水からは盛んに水蒸気が発生しているので、逆流のしようがありません。
ガソリンエンジンのように、ボイラー内に間欠的に水を注入しているわけではないし、注入された水が全て瞬間的に気化しているわけでもありません。

では、なぜ...続きを読む

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