Silnik parowy - budowa

Silnik parowy: zasada działania, budowa, schemat

Ciekawostki

W dzisiejszych czasach silniki parowe kojarzą się z reliktem przeszłości. Były ciężkie, skrajnie nieekonomiczne i zatruwały środowisko. Niemniej jednak ich produkcja pozwoliła na szybki rozwój przemysłu oraz transportu. Wynalezienie silnika parowego to ogromny skok technologiczny w dziejach ludzkości. Jak skonstruowany jest silnik parowy i czy nadal jest wykorzystywany?

Kto wynalazł silnik parowy?

Za inicjatora pierwszej maszyny parowej uznaje się greckiego wynalazcę – Hernona z Aleksandrii. Było to proste urządzenie, które składało się z dwóch elementów. Pierwszym z nich był kocioł podgrzewany wodą oraz kula zamocowana na osi. Co ciekawe nie była to zwyczajna kula, ale z wmontowanymi po obu stronach dyszami. Gorąca para doprowadzana była do wiszącej kuli i wydostawała się przez omawiane dysze. To siłą odrzutu sprawiało, że zaczynała się kręcić wokół własnej osi. Niestety urządzenie to nie doczekało się żadnego, sensownego zastosowania.

Za właściwą maszynę parową, uznaje się parowy silnik tłokowy skonstruowany w 1710 roku przez Thomasa Newcomena w Anglii. Konstrukcja owej maszyny przypominała już współczesne silniki parowe. Za dostarczenie energii odpowiadał tłok poruszający się wewnątrz cylindra za sprawą dostarczanej gorącej pary. Silnik Thomasa Newcomena w przeciwieństwie do historycznego wynalazku Hernona, znalazł już odpowiednie zastosowanie. Wykorzystywano go w kopalniach i służył do wypompowywania wody.

James Watt na drodze rewolucji przemysłowej

Silnik parowy konstrukcji Thomasa Newcomena miał poważną wadę. Działa bardzo powoli. Na szczęście już w 1782 roku modernizacją tego pomysłu zajął się James Watt. Zwieńczeniem jego praco był dwustronny silnik parowy, który doczekał się finalnej wersji z odśrodkowym regulatorem obrotu. Dzięki temu rewolucja przemysłowa mogła ruszyć “pełną parą”. Jako ciekawostkę trzeba dodać, że wyprodukowano 250 sztuk tej maszyny.

Jak działa silnik parowy i jak jest zbudowany?

Budowa klasycznego silnika parowego opartego o rozwiązanie Jamesa Watta jest względnie prosta. Wodę w kotle doprowadza się do wrzenia poprzez jej ogrzewanie. Najczęściej wykorzystywano w tym celu węgiel lub drewno. Powstająca w ten sposób para wodna trafia do cylindra i porusza znajdujący się w nim tłok. Działanie całego układu jest dosyć ciekawe, ponieważ rozgrzana para wpuszczana jest naprzemiennie raz do przedniej i raz do tylnej części cylindra.

W początkowych fazach rozwoju maszyn parowych, do napędu wykorzystywano parę nasyconą. Było to najprostsze rozwiązanie, ale mało wydajne. Para ta skraplała się na ściankach cylindra, co w konsekwencji powodowało straty cieplne i obniżało sprawność całego układu. Dużo efektywniejszym rozwiązaniem okazało się stosowanie pary nienasyconej (o temperaturze wyższej niż temperatura wrzenia wody). Była ona dostarczana pod wysokim ciśnieniem do cylindra wysokociśnieniowego, a następnie zasilała cylinder niskociśnieniowy. Podwójne rozprężanie gwarantowało większą sprawność silnika.

Krzysztof Kamzol

Redaktor naczelny w serwisie Joblife.pl

Grafik 3D, fotograf, podróżnik. Miłośnik pisania wierszy, opowieści, artykułów publicystycznych. Pasjonat astronomii i wycieczek górskich. Ponad 10 lat doświadczenia w działaniach marketingowych.