Silnik parowy

Autor: Leandro Alegsa

17-12-2020

Silnik parowy jest silnikiem, który wykorzystuje parę z wrzącej wody do jego ruchu. Para naciska na części silnika, aby się poruszały. Silniki parowe mogą napędzać wiele rodzajów maszyn, w tym pojazdy i generatory elektryczne.

Silniki parowe były stosowane w pompach kopalnianych od początku XVIII wieku, a w latach 70. zostały znacznie ulepszone przez Jamesa Watta. XX wieku. Były one bardzo ważne w czasie rewolucji przemysłowej, kiedy zastąpiły konie, wiatraki i młyny wodne do pracy maszyn.

Pierwsze silniki parowe były tłokowe. Ciśnienie pary naciskało na tłok, co powodowało, że poruszał się on po cylindrze, a więc posiadał ruch posuwisto-zwrotny (wsteczny). Mogły one poruszać pompą bezpośrednio lub pracować korbą, aby obracać kołem i pracować maszyną. Pracowały one przy niskim ciśnieniu i musiały być bardzo duże aby uzyskać dużą moc.

Silniki parowe były używane w fabrykach do pracy maszyn, a w kopalniach do przemieszczania pomp. Później zbudowano mniejsze silniki, które mogły poruszać lokomotywy kolejowe i łodzie parowe.

Para do zasilania silnika parowego jest wytwarzana w kotle podgrzewającym wodę do wytwarzania pary. W większości miejsc ogień ogrzewa kocioł. Paliwo do ognia może stanowić drewno, węgiel lub ropa naftowa. Zamiast ognia można użyć energii jądrowej lub słonecznej. Para wodna wydobywająca się z kotła oddziałuje siłą na tłok. Zawór wysyła parę do jednego końca tłoka, a następnie do drugiego, aby poruszyć ją do tyłu i do przodu. Ruchomy tłok popycha i ściąga tłoczysko, trawers i korbowód, aby obrócić koła lub napędzać inne maszyny. Ciężko obracające się koło zamachowe wygładza moc tłoka. Regulator kontroluje prędkość obrotową silnika.

Dziś nadal pracuje wiele silników parowych. W XX wieku tłoki zostały zastąpione przez turbiny, które obracają się jak wiatrak popychany przez strumienie pary. Turbiny te obracają się szybciej z większą wydajnością energetyczną niż oryginalne rodzaje tłokowych silników parowych. Są one wykorzystywane w elektrowniach do obsługi generatorów wytwarzających energię elektryczną. Niektóre statki są również napędzane turbinami parowymi. Kotły turbin parowych mogą być ogrzewane wieloma różnymi rodzajami paliwa, nawet reaktorem atomowym w niektórych elektrowniach i okrętach wojennych.

Pełnowymiarowa replika robocza silnika Thomas Newcomen z 1712 r. do pompowania wody z kopalń na terenie posiadłości Lorda Dudleya. Black Country Living Museum

Najstarsza ocalała lokomotywa: Puffing Billy w Muzeum Nauki

Ten ogromny budynek mieścił cztery największe silniki belkowe w Wielkiej Brytanii. Były one używane do przemieszczania ścieków w Crossness, Bexley

Stary Bess: Watt's beam engine, 1777, zbudowany przez Boultona i Watt'a. Silnik służył do podnoszenia wody. Stała woda była potrzebna, ponieważ do napędu maszyn w Boulton's Soho Manufactory w Birmingham użyto koła wodnego.

Gubernator: Boulton i Watt to ważny wynalazek.

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest silnik parowy?

O: Silnik parowy to silnik, który wykorzystuje parę z gotującej się wody, aby wprawić go w ruch. Para naciska na części silnika, wprawiając je w ruch, i może być wykorzystywana do napędzania wielu rodzajów maszyn, w tym pojazdów i generatorów elektrycznych.

P: Kiedy po raz pierwszy zastosowano silniki parowe?

O: Silniki parowe po raz pierwszy zastosowano w pompach kopalnianych na początku XVII wieku, a w latach 70-tych XX wieku zostały znacznie ulepszone przez Jamesa Watta. Stały się bardzo ważne podczas rewolucji przemysłowej, kiedy to zastąpiły konie, wiatraki i młyny wodne do pracy maszyn.

P: Jak działają silniki parowe?

O: Pierwsze silniki parowe były silnikami tłokowymi. Ciśnienie pary wodnej naciskało na tłok, który poruszał się wzdłuż cylindra, a więc wykonywał ruch posuwisto-zwrotny (tam i z powrotem). Mogły one poruszać bezpośrednio pompę lub pracować z korbą, aby obracać koło i pracować maszynę. Ciężkie, obracające się koło zamachowe wygładzało moc tłoka, podczas gdy regulator sterował prędkością silnika.

P: Co napędza silnik parowy?

O: Para do napędu silnika parowego powstaje w kotle, który podgrzewa wodę, aby wytworzyć parę. W większości miejsc kocioł jest ogrzewany ogniem, ale paliwem dla tego ognia może być drewno, węgiel lub ropa naftowa; zamiast ognia można też wykorzystać energię jądrową lub słoneczną.

P: Jak zmieniła się technologia od czasu pierwotnych typów silników tłokowych?

O: W XX wieku tłoki zostały zastąpione turbinami, które obracają się jak wiatraki popychane strumieniami pary, obracając się szybciej i z większą wydajnością energetyczną niż pierwotne rodzaje tłokowych silników parowych. Są one obecnie stosowane w elektrowniach do obsługi generatorów wytwarzających energię elektryczną, a niektóre statki również są napędzane tymi turbinami.

P: Jakiego rodzaju paliwo można dziś stosować w kotłach?

O: Kotły tych nowoczesnych turbin mogą być ogrzewane wieloma różnymi rodzajami paliwa, takimi jak drewno, węgiel, ropa naftowa; zamiast ognia można również stosować energię jądrową lub słoneczną, w zależności od tego, co jest dostępne w danym momencie.