تاریخچه مختصری از موتور بخار
خلاصه کارل لیرا
یکی از مهمترین چالش های صنعتی در دهه 1700 حذف آب از معادن بود. از بخار برای پمپاژ آب معادن استفاده می شد. در حال حاضر، ممکن است به نظر برسد که این ارتباط بسیار کمی با نیروگاه‌های برق مدرن با نیروی بخار دارد. با این حال، یکی از اصول اساسی مورد استفاده در توسعه قدرت مبتنی بر بخار این اصل است که تراکم بخار آب می تواند خلاء ایجاد کند. این تاریخچه مختصر در مورد چگونگی استفاده از چگالش برای ایجاد خلاء برای عملکرد پمپ‌های مبتنی بر بخار اولیه و چگونگی اختراع کندانسور جداگانه توسط جیمز وات بحث می‌کند. اگرچه فرآیندهای چرخه‌ای ارائه شده در این تاریخچه در توربین‌های بخار جریان پیوسته امروزی استفاده نمی‌شوند، سیستم‌های فعلی از کندانسورهای جداگانه‌ای استفاده می‌کنند که در فشار زیر اتمسفر کار می‌کنند و اصول توضیح داده شده در اینجا را تطبیق می‌دهند. همچنین، داستان مخترعان و اختراعات آنها بینشی را در مورد روند اکتشافات فناوری ارائه می دهد.
دمو خلاء
یکی از مهم ترین اصولی که در بهره برداری از قدرت بخار به کار می رود، ایجاد خلاء در اثر تراکم می باشد. این لینک یک تصویر ساده با استفاده از یک بطری نوشابه و آب جوش ارائه می دهد. دمو نشان می دهد که چگونه تراکم در یک مخزن خلاء ایجاد می کند. پمپ Savery که در زیر توضیح داده شده است از روشی بسیار شبیه به روش نشان داده شده استفاده می کند. دمو خلاء.
در روزهای اولیه، یکی از راه‌های رایج حذف آب، استفاده از یک سری سطل روی سیستم قرقره‌ای بود که توسط اسب‌ها کار می‌کرد. این کار کند و گران بود زیرا حیوانات به غذا، مراقبت های دامپزشکی و مسکن نیاز داشتند. استفاده از بخار برای پمپاژ آب توسط توماس ساوری در سال 1698 به ثبت رسید و به قول او "موتوری برای بالا بردن آب توسط آتش" ارائه کرد. پمپ Savery با گرم کردن آب برای تبخیر آن، پر کردن مخزن با بخار، سپس ایجاد خلاء با جدا کردن مخزن از منبع بخار و متراکم کردن بخار کار می کرد. از خلاء برای برداشت آب از معادن استفاده می شد. با این حال، خلاء فقط می تواند آب را از اعماق کم بکشد. یکی دیگر از معایب پمپ استفاده از فشار بخار برای بیرون راندن آبی بود که به داخل مخزن کشیده شده بود. اصولاً می‌توان از فشار برای فشار دادن آب از مخزن به سمت 80 فوت استفاده کرد، اما انفجار دیگ‌ها غیرمعمول نبود زیرا طراحی دیگ‌های تحت فشار خیلی پیشرفته نبود. این لینک دارای جزئیات عملکرد توضیحات پمپ Savery است..
موتور اتمسفر نیوکومن
توماس نیوکومن (1663-1729)، آهنگر، به مدت 10 سال آزمایش کرد تا اولین موتور بخار واقعاً موفق را برای به حرکت درآوردن پمپی برای حذف آب از معادن بسازد. توانایی او برای فروش موتور توسط ثبت اختراع گسترده Savery با مشکل مواجه شد. او با وجود بهبود عملکرد موتور، تفاوت های مکانیکی قابل توجه، حذف نیاز به فشار بخار و استفاده از خلاء به روشی بسیار متفاوت، مجبور شد با Savery یک شرکت تأسیس کند. شماتیک یک موتور نیوکامن در شکل 1 نشان داده شده است. این موتور موتور "اتمسفر" نامیده می شود زیرا بیشترین فشار بخار مورد استفاده نزدیک به فشار اتمسفر است.
شکل 1. تصویر موتور جوی نیوکومن برای پمپاژ آب.
اصل عملیات. موتور بخار از یک پیستون/سیلندر بخار تشکیل شده است که یک تیر چوبی بزرگ را برای به حرکت درآوردن پمپ آب به حرکت در می آورد. موتور از فشار بخار برای فشار دادن پیستون بخار استفاده نمی کند! در عوض، سیستم به گونه ای ساخته شده است که پرتو در سمت پمپ اصلی سنگین تر باشد و گرانش سمت پمپ اصلی تیر را به سمت پایین بکشد. در صورت لزوم وزنه ها به سمت پمپ اصلی اضافه می شود. پمپ‌های شکل 1 در یک حرکت پیستون پمپ به سمت بالا، آب را خارج می‌کنند، مطابق با پمپ‌های مورد استفاده در تجهیزات در آن زمان، و بحث از آن طراحی پیروی می‌کند. به منظور کشیدن آب به پمپ اصلی در سمت راست نمودار، چرخه ای را در نظر بگیرید که با نوک پرتو در سمت راست به پایین شروع می شود. سیلندر زیر پیستون بخار ابتدا با بخار فشار اتمسفر پر می شود و
سپس آب به داخل سیلندر اسپری می شود تا بخار متراکم شود. اختلاف فشار بین اتمسفر و خلاء حاصل، پیستون بخار را به سمت پایین هل می دهد، پیستون پمپ اصلی را به سمت بالا می کشد، آب را بالای پیستون پمپ اصلی می برد و محفظه پمپ اصلی پایینی را با آب پر می کند. در پایین حرکت پیستون بخار، دریچه ای باز می شود سرد و گرم شدن اب پکیج تا سیلندر بخار را به فشار اتمسفر بازگرداند و پرتو بر اثر نیروی گرانش به سمت راست پایین می آید و به پیستون اصلی اجازه سقوط می دهد. همانطور که بعدا توضیح داده شد، با سقوط پیستون اصلی، آب از زیر پیستون به محفظه بالای پیستون می رسد. بخار با فشار اتمسفر در این مرحله وارد سیلندر بخار می شود و امکان تکرار فرآیند را فراهم می کند.
موتور نیوکامن بهترین تکنولوژی برای 60 سال بود! برخی از موتورهای نیوکامن بسیار طولانی تر مورد استفاده قرار گرفتند، حتی اگر به طور قابل توجهی از موتورهای وات بعدی پایین تر بودند. برای جزئیات بیشتر از op
https://homeclimates.com/blog/get-hot-water-faster
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر