Soorten stoommachines

Schema van de eerste stoommotor waarop de industriële revolutie was gebaseerd. Bron: TICO1516-JEJITH, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Het verschil Soorten stoommachines Ze hebben door de geschiedenis heen veel veranderingen ervaren. In wezen zijn het externe verbrandingsmotoren die de thermische energie van waterdamp omzetten in mechanische energie. 

Ze zijn gebruikt om bommen, locomotieven, schepen en tractoren te stimuleren, die essentieel zijn voor de industriële revolutie. Momenteel worden ze gebruikt voor het genereren van elektrische stroom met behulp van stoomturbines.

Een stoommachine bestaat uit een ketel die wordt gebruikt om water te koken en stoom te produceren. De stoom breidt zich uit en duwt een zuiger of een turbine, wiens beweging het werk doet om de wielen te draaien of een andere machines te promoten.

De eerste stoommachine werd bedacht door Herón de Alejandría in de eerste eeuw en werd uitgeroepen tot Eolipila. Het bestond uit een holle bol verbonden met een ketel waaraan twee gebogen buizen waren bevestigd. De bol zat vol met water dat werd gekookt, waardoor de stoom met hoge snelheid door de buizen werd verdreven, waardoor de bal draaide.

Hoewel de Eolipila geen praktisch doel had, vertegenwoordigt het zeker de eerste implementatie van stoom als een bron van voortstuwing.

De meeste systemen die stoom gebruiken, kunnen echter in twee typen worden onderverdeeld: zuigermachines en stoomturbines. 

Hoofdtypen stoommachines

1. Zuigermachines

Zuigermachines gebruiken stoom onder druk. Via Double Effect Pistons komt Steam in afwisseling van de onder druk af, terwijl aan de andere kant wordt vrijgegeven of naar een condensor wordt gestuurd.

Energie wordt geabsorbeerd door een schuifbalk tegen stoomontsnapping. Deze staaf activeert op zijn beurt een verbindingsstang die is aangesloten op een crank om de alternatieve beweging om te zetten in een roterende beweging.

Kan u van dienst zijn: de 14 belangrijkste Excel -kenmerken

Bovendien wordt een andere crank gebruikt om de klepuitrusting te handelen, meestal door een mechanisme dat de investering van de roterende beweging mogelijk maakt.

Wanneer een paar dubbele effectenzuigers wordt gebruikt, wordt de crank -opmars onder een hoek van 90 graden verplaatst. Dit zorgt ervoor dat de motor altijd zal werken, ongeacht welke positie de crank is.

2. Meerdere expansiemotoren

Een ander type stoommachine maakt gebruik van verschillende eenvoudige actiecilinders die zijn diameter en beweging geleidelijk vergroten. De hoge drukstoom van de ketel wordt gebruikt om de eerste kleinere diameterzuiger te stimuleren.

In de stijgende beweging wordt de gedeeltelijk uitgebreide stoom bediend in een tweede cilinder die zijn dalende beweging begint. Dit genereert een extra uitbreiding van relatief hoge druk die in de eerste camera is vrijgegeven.

Ook ontlaadt de tussenliggende kamer naar de laatste kamer, die op zijn beurt wordt vrijgegeven aan een condensor. Een aanpassing van dit type motor, bevat twee kleinere zuigers in de laatste camera.

De ontwikkeling van dit type motor was belangrijk voor gebruik in stoomschepen, omdat de condensor, die een beetje van het vermogen herstelde, de stoom opnieuw in water veranderde voor hergebruik in de ketel.

Terrestrische stoommachines kunnen veel van hun stoom uitputten en een zoete watertoren vullen, maar op zee was dit niet mogelijk.

Voor en tijdens de Tweede Wereldoorlog werd de uitbreidingsmotor gebruikt in mariene voertuigen die niet op hoge snelheid hoefden te gaan. Toen er echter meer snelheid nodig was, werd deze vervangen door de stoomturbine.

Kan u van dienst zijn: variabele (programmeren): kenmerken, typen, voorbeelden

3. Uniflow -motor of uniforme stroom

Een ander type zuiger is de uniflow -motor of een uniforme stroom. Dit type motor gebruikt stoom die slechts in één richting in elke helft van de cilinder stroomt.

Thermische efficiëntie wordt bereikt door een temperatuurgradiënt langs de cilinder te hebben. De stoom komt altijd binnen door de hete uiteinden van de cilinder en gaat uit openingen in het midden van de koeler.

Dit vertaalt zich in een relatieve verwarming en koeling van de cilinderwanden.

In uniflow -motoren wordt stoominvoer meestal geregeld door staafkleppen (die vergelijkbaar zijn met die welke worden gebruikt in interne verbrandingsmotoren) die worden bediend door een nokkenas.

De ingangskleppen openen om de stoom toe te laten wanneer het minimale uitbreidingvolume wordt bereikt aan het begin van de beweging.

Op een specifiek moment in de terugkeer van de crank komt de stoom binnen en is de ingang van de bus gesloten, waardoor de continue uitbreiding van de stoom mogelijk is,.

Aan het einde van de beweging zal de zuiger een ring van uitlaatgaten rond het midden van de cilinder ontdekken.

Deze gaten zijn verbonden met de condensor, waardoor de druk in de kamer wordt verlaagd en een snelle afgifte veroorzaakt. De continue rotatie van de crank is wat naar de zuiger gaat.

4. Stoom turbines

High -power dampturbines gebruiken een reeks roterende schijven die een soort propeller -type messen aan de buitenrand bevatten. Deze mobiele of rotorschijven worden afgewisseld met stationaire ringen of stators, bevestigd aan de turbinestructuur om de stoomstroom om te leiden.

Het kan u van dienst zijn: thermometer: hoofdonderdelen en functies

Vanwege de hoge bedrijfssnelheid zijn dergelijke turbines normaal gesproken verbonden met een reductiewiel om een ​​ander mechanisme te stimuleren, zoals de propeller van een schip.

Stoomturbines zijn duurzamer en vereisen minder onderhoud dan zuigermachines. Ze produceren ook zachtere rotatiekrachten op hun uitgangsas, wat bijdraagt ​​aan lager onderhouds- en lagere slijtagevereisten.

Het belangrijkste gebruik van stoomturbines is in stations voor het genereren van elektriciteit, waar de hoge bedrijfssnelheid een voordeel is en het relatieve volume geen nadeel is.

Ze worden ook gebruikt in maritieme schepen, het promoten van grote en onderzeeërschepen. Praktisch genereren alle kerncentrales elektriciteit door water en stoomturbine te verwarmen.

5. Voortstuwingsmotoren

Er is een onderwateraandrijvingsmotor die hogedrukdamp gebruikt om water aan te trekken door een schot aan de voorkant en deze op hoge snelheid van achteren te verdrijven.

Wanneer de stoom in het water condenseert, wordt een schokgolf gecreëerd die het water erachter verdrijft.

Om de motorefficiëntie te verbeteren, trekt dit lucht aan door een ademloosheid voor de stoomstraal, die luchtbellen produceert en verandert de manier waarop de stoom wordt gemengd met water.

Referenties

1. Hoe stoommachines werken. Hersteld van de wetenschap.Howstuffwork.com.
2. Stoommachine. Hersteld van Newworldyclopedia.borg.