Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe stoommachines werken

Basisprincipe :

Stoommachines zetten de in stoom opgeslagen energie om in mechanische energie. Deze omzetting vindt plaats via een reeks processen waarbij water wordt verwarmd, stoom wordt gegenereerd en deze wordt gebruikt om zuigers of turbines aan te drijven.

Onderdelen van een stoommachine :

1. Ketel :De ketel verwarmt water om stoom onder hoge druk te produceren. Het bestaat uit een oven, een waterkamer en een stoomuitlaat.

2. Zuiger :Een cilindrische zuiger beweegt heen en weer binnen een cilinder.

3. Cilinder :De cilindrische kamer waarin de zuiger beweegt.

4. Stoominlaat- en uitlaatkleppen :Deze kleppen regelen de stoomstroom in en uit de cilinder.

5. Drijfstang :Verbindt de zuiger met de krukas.

6. Krukas :Zet de heen en weer gaande beweging van de zuiger om in een roterende beweging.

7. Vliegwiel :Zorgt voor traagheid om de motor soepel te laten draaien en reguleert snelheidsschommelingen.

Werkproces:

1. Stoomgeneratie :De ketel verbrandt brandstof (kolen, hout of olie) in de oven en verwarmt het water erin.

2. Hogedrukstoom :Het verwarmde water verandert in hogedrukstoom.

3. Steam-toegang :De stoominlaatklep gaat open, waardoor stoom onder hoge druk de cilinder binnenkomt.

4. Zuigerbeweging :De stoom oefent kracht uit op de zuiger, waardoor deze heen en weer beweegt in de cilinder.

5. Elektriciteitsopwekking :De beweging van de zuiger wordt via de drijfstang overgebracht op de krukas, waardoor lineaire beweging wordt omgezet in roterende beweging.

6. Stoomuitlaat :Zodra de zuiger het einde van zijn slag heeft bereikt, gaat de stoomuitlaatklep open en komt de uitlaatstoom vrij.

7. Herhaal :Deze stappen gaan door terwijl de stoominlaat- en uitlaatkleppen afwisselend openen en sluiten, waardoor de continue beweging van de zuiger wordt aangedreven en stroom wordt gegenereerd.

Stoommachines vonden tijdens de industriële revolutie uitgebreide toepassingen in verschillende industrieën en leverden de noodzakelijke mechanische kracht om machines, locomotieven, schepen en andere uitrusting te bedienen. Hoewel ze in de moderne tijd grotendeels zijn vervangen door efficiëntere verbrandingsmotoren en turbines, blijven stoommachines belangrijk als symbolen van de technologische vooruitgang die de weg vrijmaakte voor industrialisatie.