Buhar Motorunun İcadı ve Geliştirilmesi

Buhar motorları, buhar oluşturmak için ısı kullanan mekanizmalardır ve bu da genellikle iş. Birkaç mucit ve mucit, güç için buhar kullanmanın çeşitli yönleri üzerinde çalışırken, erken buhar motorlarının büyük gelişimi üç mucit ve üç ana motor tasarımını içerir.

İş için kullanılan ilk buhar motoru İngilizler tarafından patentlendi Thomas Savery ve maden ocaklarından su pompalamak için kullanıldı. Temel işlem suyla doldurulmuş bir silindiri içeriyordu. Daha sonra, tek yönlü bir valftan dışarı akan suyu değiştiren, silindire buhar verildi. Suyun tamamı çıkarıldıktan sonra, silindirin sıcaklığını düşürmek ve içindeki buharı yoğunlaştırmak için silindire soğuk su püskürtüldü. Bu, silindirin içinde bir vakum oluşturdu ve daha sonra silindiri yeniden doldurmak için ek su çekti ve pompa döngüsünü tamamladı.

Başka bir İngiliz, Thomas Newcomen, Slavery'in pompasında 1712 civarında geliştirdiği bir tasarımla geliştirildi. Newcomen'in motoru bir silindirin içinde bir piston içeriyordu. Pistonun tepesi bir döner kirişin bir ucuna bağlandı. Kirişin diğer ucuna bir pompa mekanizması bağlandı, böylece kiriş pompa ucunda her eğildiğinde su çekildi. Pompayı itmek için piston silindirine buhar verildi. Aynı zamanda, karşı ağırlık, pompanın ucundaki kirişi aşağı çekti, bu da pistonun buhar silindirinin üstüne yükselmesine neden oldu. Silindir buharla dolduğunda, silindire soğuk su püskürtülür, buhar hızlı bir şekilde yoğuşturulur ve silindirin içinde bir vakum oluşturulur. Bu, pistonun düşmesine ve kirişi piston ucunda aşağıya ve pompa ucunda yukarı hareket etmesine neden oldu. Ardından, silindire buhar uygulandığı sürece döngü otomatik olarak tekrarlanır.

Newcomen'in piston tasarımı, pompalanan su ile pompalama gücünü oluşturmak için kullanılan silindir arasında etkili bir ayrım yarattı. Bu, Slavery'in orijinal tasarımının verimliliğini büyük ölçüde artırdı. Bununla birlikte, Savery'ler kendi buhar pompasında geniş bir patent taşıdığı için Newcomen, piston pompasını patentlemek için Savery ile işbirliği yapmak zorunda kaldı.

İskoçyalı James Watt buhar motorunu önemli ölçüde iyileştirdi ve 18. yüzyıl, onu çalıştırabilen gerçekten uygun bir makine parçası haline getiriyor. Sanayi devrimi. Watt'ın ilk büyük yeniliği, buharın pistonu içeren silindirde soğutulması gerekmemesi için ayrı bir kondansatör içermektir. Bu, piston silindirinin çok daha tutarlı bir sıcaklıkta kalması ve motorun yakıt verimliliğini büyük ölçüde artırması anlamına geliyordu. Watt ayrıca, yukarı ve aşağı pompalama eylemi yerine bir mili döndürebilen bir motorun yanı sıra motor ile iş yükü arasında düzgün güç aktarımı sağlayan bir volan geliştirdi. Bu ve diğer yeniliklerle, buhar motoru çeşitli fabrikalara uygulanabilir hale geldi Watt ve iş ortağı Matthew Boulton, birkaç yüz motor üretti Endüstriyel kullanım.

19. yüzyılın başlarında, Watt ve diğer buhar motoru öncülerinin düşük basınçlı tasarımlarından çok daha verimli olan yüksek basınçlı buhar motorlarının büyük yenilikleri görüldü. Bu, trenlere ve teknelere güç sağlamak ve değirmenlerde testereler çalıştırmak gibi daha geniş bir endüstriyel görev gerçekleştirmek için kullanılabilecek çok daha küçük, daha güçlü buhar motorlarının geliştirilmesine yol açtı. Bu motorların iki önemli mucidi Amerikalı Oliver Evans ve İngiliz Richard Trevithick'ti. Zamanla, buhar motorları, çoğu hareket ve endüstriyel tip için içten yanmalı motorla değiştirildi. elektrik üretmek için buhar jeneratörlerinin kullanılması elektrik enerjisi üretiminin önemli bir parçası olmaya devam etmektedir. bugün.