Maszyna parowa



Maszyna parowa to parowy silnik tłokowy. Czasem do maszyn parowych zalicza się pompy parowe powstałe przed silnikiem tłokowym.
Za wynalazcę maszyny parowej uważa się Jamesa Watta, który w 1763 roku udoskonalił atmosferyczny silnik parowy zbudowany wcześniej przez T. Newcomena.

Działanie


Spalając pod napełnionym kotłem drewno bądź węgiel, doprowadzano wodę do wrzenia. Wytworzona w ten sposób para była doprowadzana przez układ rozrządu<ref>Zob. animację silnik parowozu</ref> do cylindra. Tłok wprawiany był w ruch poprzez naprzemienne wpuszczanie będącej pod wysokim ciśnieniem pary do przedniej i tylnej części cylindra (rozdzielonych tłokiem). Następnie za pośrednictwem korbowodu przenoszono wytworzoną energię na wał korbowy i koło zamachowe. W celu stabilizacji obrotów w maszynach parowych używany był regulator odśrodkowy.

Sprawność

Pierwsze silniki były zasilane parą nasyconą, która częściowo skraplała się na chłodniejszych ściankach cylindra – co powodowało znaczne straty cieplne i obniżało sprawność. Dopiero wprowadzenie przegrzewaczy i w ich konsekwencji użycie pary nienasyconej doprowadziło do poprawy sprawności termodynamicznej silnika parowego. Dalszy wzrost sprawności był możliwy poprzez zastosowanie silnika o podwójnym rozprężaniu. Para, pod dużym ciśnieniem, dopływała do cylindra wysokociśnieniowego, a następnie była źródłem zasilania znacznie większego cylindra niskociśnieniowego. W wyniku podwójnego rozprężania energia pary odlotowej była znacznie mniejsza niż przy jednokrotnym rozprężaniu, co zwiększało sprawność.

Zmierzch silnika

Maszyny parowe w klasycznym ujęciu są od dawna nieprodukowane. Wiąże się to z szeregiem ich nieusuwalnych wad takich jak:

  • niska sprawność konwersji energii cieplnej w pracę mechaniczną
  • duża masa własna
  • niskie obroty pracy
  • konieczność użycia dodatkowego urządzenia (kocioł parowy) do wytwarzania pary

Ciekawostki

Jedna maszyna parowa mogła napędzać sto warsztatów tkackich. W ten sposób przemysł tkacki rozwinął się w Anglii. Ponieważ do tak dużej liczby maszyn trzeba było dużej ilości drewna, w Anglii zostało wykarczowanych 80% lasów. Następnie zaczęto palić węglem – i tak rozwinął się przemysł górniczy w Wielkiej Brytanii.

Budowa

{

  1. tłok
  2. tłoczysko
  3. krzyżulec
  4. korbowód
  5. wykorbienie wału korbowego
  6. wał korbowy
  7. koło zamachowe
  8. suwak (mechanika)
  9. regulator odśrodkowy

}

Działanie

Zachowane (działające)

Zobacz też

Linki zewnętrzne

  • Steam Locomotive Engine – animacja zasady działania


Dampfmaschine
Steam engine