Menu

Tren de vapor

Màquina de vapor

Màquina de vapor

Màquina de vapor 
industrial

Màquina de vapor

Màquina de vapor

Una màquina de vapor és un dispositiu que produeix energia mecànica mitjançant l'ús de vapor d'aigua. En particular, es transforma, per mitjà de el vapor, l' energia tèrmica en energia mecànica. La calor es produeix típicament cremant combustibles fòssils, particularment carbó, però també pot provenir de la fusta, els hidrocarburs o les reaccions nuclears.

Des d'un punt de vista més físic podem definir una màquina de vapor com una màquina capaç de convertir l' energia calorífica de el vapor en un treball físic. Es tracta, d'una conversió entre dos tipus d'energia.

Com funciona una màquina de vapor?

El funcionament bàsic d'una màquina de vapor es basa escalfar aigua per obtenir vapor i aprofitar la pressió de vapor per accionar un mecanisme mecànic. El mecanisme mecánido bàsicament és un motor alternatiu o rotatiu depenent de l'aplicació de la màquina de vapor.

Una part essencial de el sistema que inclou la màquina de vapor és el generador de vapor, o la caldera. A la caldera el vapor d'aigua s'obté mitjançant l'administració de calor a l'aigua líquida. El vapor s'envia llavors a el motor, que pot ser de dos tipus bàsics: alternatiu o rotatiu. Els motors alternatius s'utilitzen en les màquines de locomoció. Els motors de tipus rotatiu, s'utilitzen per accionar turbines.

En el motor alternatiu, el vapor mou les vàlvules d'accionament que permeten explotar els dos costats de cada pistó. A cada rotació de l'motor té dues fases actives. En els motors tèrmics de combustió interna hi generalment una expansió cada 4 fases (motor de 4 temps).

A partir de la segona meitat de 1800 gairebé totes les màquines de vapor utilitzaven dos, tres i fins a quatre cilindres en sèrie per a motors d'expansió doble i triple expansió.

Calderas máquina vapor del TitanicEn particular, la solució de triple expansió va ser universalment adoptada per tots els vaixells en la segona meitat dels 800 i els primers 900. Per exemple, el transatlàntic Titanic estava equipat amb dues màquines de vapor de triple expansió, un per a cadascuna de les dues hèlixs laterals de quatre cilindres, una alta pressió, un a pressió intermèdia i dos de baixa pressió. Al lloc de l'hèlix central estava connectada a una turbina de vapor accionada pel vapor a molt baixa pressió descarregat des dels dos motors alternatius.

Només la turbina solució (adoptada començant pels vaixells militars des de 1905) hauria suplantat completament en els motors alternatius marins abans d'estar al seu torn substituïts per motors de combustió interna i turbines de gas. Les turbines de vapor romanen en ús sobretot en les plantes d'energia com a força motriu per a l'accionament dels alternadors trifàsics.

De fet, en les aplicacions tradicionals, avui dia la màquina de vapor ha estat gairebé completament reemplaçat pel motor de combustió interna. Respecte a la màquina de vapor, el motor tèrmic és més compacte i de gran abast i no requereix la fase de preescalfament per posar la caldera a la pressió.

Quina va ser la primera màquina de vapor?

La primera màquina de vapor comercial va ser una bomba d'aigua, desenvolupada en 1698 per Thomas Savery. Savery va utilitzar vapor de condensació per crear un buit que va elevar l'aigua des de baix i després va utilitzar pressió de vapor per elevar més.

Els motors petits eren efectius, encara que els models més grans eren problemàtics. Tenien una alçada d'elevació limitada i eren propensos a les explosions de calderes. El motor de Savery es va utilitzar en mines, estacions de bombament i subministrament d'aigua a les rodes hidràuliques que accionaven maquinària tèxtil. La màquina de vapor de Savery era de baix cost. Bento de Moura Portugal va introduir una millora de la construcció de Savery "perquè sigui capaç de funcionar per si mateixa". Va continuar sent fabricat fins a finals de segle XVIII. Encara es sabia que un motor funcionava en 1820.

Més tard va aparèixer el primer motor de vapor de pistó: El primer motor comercialment reeixit que podia transmetre potència contínua a una màquina va ser el motor atmosfèric, inventat per Thomas Newcomen al voltant de 1712. Newcomen va millorar la bomba de vapor de Savery, usant un pistó com ho va proposar Papin.

Les màquines de vapor Papin

No va ser fins a finals de segle XVIII no van existir màquines de vapor fiables i eficients quan es van realitzar les primeres temptatives serioses de propulsió naval mitjançant el vapor. El 1707 l'inventor francès Denis Papin va dissenyar un vaixell, mogut per la força de vapor, amb la intenció de fer la travessa des de Kassel, a Alemanya, fins a Londres.

Denis Papin va fer en els estudis de medicina a Angers. Anteriorment va treballar amb Christian Huygens a Leiden, on s'intenta desenvolupar una bomba d'aire. En 1679 va inventar l'olla a pressió, en el moment de dipositar, la patent amb les paraules presentar aquí digestor fa que una gran quantitat de quantitat digeribles dels aliments, incloent la carn dura. Després va treballar durant algun temps amb Robert Boyle, va tornar més tard amb Huygens en 1680. Després d'una estada a Venècia com a director de les pràctiques a la 'Acadèmia Ambrosio Sarrotti, i després a la Royal Society de Londres, va ser nomenat professor de matemàtiques a Marburg.

En aquest punt, a partir de l'experiència de l'olla a pressió, Papin construeix la seva primera màquina de vapor: un vaixell de vapor en 1707. Però aquesta magnífica invenció va implicar moltes controvèrsies pels barquers que van amenaçar amb destruir el vaixell. Papin va tornar més tard finalment a Anglaterra, on, tot i la nova investigació, els recursos estan disminuint.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 28 de febrer de 2020