5 ANA BUHAR MOTORU TÜRÜ - TEKNOLOJI - 2025

Farklı türdeki buhar makineleri tarih boyunca birçok değişikliğe uğramıştır ve teknoloji sürekli olarak dikkate değer bir şekilde gelişmesine izin vermiştir.

Esasen buhar makineleri, su buharının termal enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren dıştan yanmalı motorlardır. Sanayi Devrimi için gerekli olan pompalara, lokomotiflere, gemilere ve traktörlere güç sağlamak için kullanılmışlardır. Şu anda buhar türbinlerini kullanarak elektrik enerjisi üretmek için kullanılmaktadırlar.

Bir buhar motoru, suyu kaynatmak ve buhar üretmek için kullanılan bir kazandan oluşur. Buhar genişler ve hareketi tekerlekleri döndürme veya diğer makineleri çalıştırma işini yapan bir pistonu veya türbini iter.

İlk buhar motoru 1. yüzyılda İskenderiye Heron tarafından tasarlandı ve Eolipila olarak adlandırıldı. İki kavisli borunun tutturulduğu bir kazana bağlı içi boş bir küreden oluşuyordu. Küre, kaynamış su ile doldurulmuş ve bu da buharın yüksek hızda borulardan dışarı çıkmasına ve topun dönmesine neden olmuştur.

Eolipila'nın pratik bir amacı olmamasına rağmen, kesinlikle bir itme kaynağı olarak buharın ilk uygulamasını temsil ediyor.

Heron'un Aeolipian

Bununla birlikte, buhar kullanan çoğu sistem iki türe ayrılabilir: pistonlu makineler ve buhar türbinleri.

Ana buhar motoru türleri

1- Pistonlu makineler

Pistonlu makineler basınçlı buhar kullanır. Çift etkili pistonlar sayesinde, basınçlı buhar dönüşümlü olarak her iki taraftan girerken, diğer taraftan serbest bırakılır veya bir kondansatöre gönderilir.

Enerji, buhar çıkışına karşı mühürlenmiş bir kaydırma çubuğu tarafından emilir. Bu çubuk, sırayla, ileri geri hareketi dönme hareketine dönüştürmek için bir kranka bağlı bir bağlantı çubuğunu tahrik eder.

Ek olarak, genellikle dönme hareketinin tersine çevrilmesine izin veren bir mekanizma aracılığıyla valf dişlisini çalıştırmak için başka bir krank kullanılır.

Bir çift çift etkili piston kullanıldığında, krank ilerlemesi 90 derecelik bir açı ile dengelenir. Bu, krank hangi konumda olursa olsun, motorun her zaman çalışmasını sağlar.

2- Çoklu genleşme motorları

Başka bir buhar motoru türü, çapı ve hareketi giderek artan birkaç tek etkili silindir kullanır. Kazandan gelen yüksek basınçlı buhar, daha küçük çaplı ilk pistonu aşağı doğru sürmek için kullanılır.

Yukarı doğru harekette, kısmen genleşmiş buhar, aşağı doğru hareketini başlatan ikinci bir silindire sürülür. Bu, birinci bölmede salınan nispeten yüksek basıncın daha da genişlemesini sağlar.

Ayrıca, ara bölme son bölmeye deşarj olur ve bu bölme de bir yoğunlaştırıcıya bırakılır. Bu tip motorun bir modifikasyonu, son bölmede iki küçük piston içerir.

Bu tür bir motorun geliştirilmesi, buhar gemilerinde kullanılması açısından önemliydi, çünkü kondansatör, gücün bir kısmını geri kazandığında, buharı tekrar kazanda tekrar kullanılmak üzere suya dönüştürdü.

Karasal buhar motorları buharlarının çoğunu tüketebilir ve bir tatlı su kulesinden yeniden doldurulabilir, ancak denizde bu mümkün değildi.

II.Dünya Savaşı öncesinde ve sırasında, genleşme motoru yüksek hızda gitmesi gerekmeyen deniz araçlarında kullanıldı. Ancak daha fazla hıza ihtiyaç duyulduğunda yerini buhar türbini aldı.

3- Uniflow veya üniform akış motoru

Bir başka tip pistonlu makine, tek akışlı veya tekdüze akışlı motordur. Bu tür bir motor, silindirin her bir yarısında yalnızca bir yönde akan buharı kullanır.

Termal verimlilik, silindir boyunca bir sıcaklık gradyanı ile elde edilir. Buhar her zaman silindirin sıcak uçlarına girer ve soğutucunun ortasındaki açıklıklardan çıkar.

Bu, silindir duvarlarının nispi olarak ısınmasında ve soğumasında bir azalmaya neden olur.

Tek akışlı motorlarda, buhar girişi genellikle bir eksantrik mili tarafından çalıştırılan (içten yanmalı motorlarda kullanılanlara benzer şekilde çalışan) popet valfler tarafından kontrol edilir.

Giriş valfleri, hareketin başlangıcında minimum genleşme hacmine ulaşıldığında buharı kabul etmek için açılır.

Krankın dönüşü sırasında belirli bir anda, buhar girer ve kapak girişi kapanır, bu da buharın sürekli genişlemesine izin vererek pistonu harekete geçirir.

Vuruşun sonunda piston, silindirin merkezi etrafında bir egzoz delikleri halkası keşfedecektir.

Bu delikler kondansatöre bağlanarak haznedeki basıncı düşürerek hızlı bir serbest bırakma sağlar. Krankın sürekli dönüşü, pistonu hareket ettiren şeydir.

4- Buhar türbinleri

Yüksek güçlü buhar türbinleri, dış kenarlarında bir tür pervane tipi kanat içeren bir dizi döner disk kullanır. Bu hareketli diskler veya rotorlar, buhar akışını yeniden yönlendirmek için türbin yapısına takılan sabit halkalar veya statorlar ile dönüşümlüdür.

Yüksek çalışma hızı nedeniyle, bu türbinler normalde bir gemi pervanesi gibi başka bir mekanizmayı çalıştırmak için bir redüksiyon dişlisine bağlanır.

Buhar türbinleri, pistonlu makinelere göre daha dayanıklıdır ve daha az bakım gerektirir. Ayrıca, çıkış millerinde daha yumuşak dönme kuvvetleri üretirler, bu da daha düşük bakım gereksinimlerine ve daha az aşınmaya katkıda bulunur.

Buhar türbinlerinin ana kullanımı, yüksek çalışma hızlarının bir avantaj olduğu ve nispi hacimlerinin dezavantaj oluşturmadığı elektrik üretim istasyonlarındadır.

Ayrıca deniz uygulamalarında, büyük gemilere ve denizaltılara güç sağlamak için kullanılırlar. Neredeyse tüm nükleer santraller suyu ısıtarak ve buhar türbinlerini besleyerek elektrik üretir.

5- Sevk motorları

Öndeki bir girişten su çekmek ve arkada yüksek hızda dışarı atmak için yüksek basınçlı buhar kullanan bir su altı tahrik motoru var.

Buhar su üzerinde yoğunlaştığında, suyu arkadan dışarı atan bir şok dalgası oluşturur.

Motor verimliliğini artırmak için motor, buhar jetinin önündeki bir havalandırma deliğinden hava çeker, hava kabarcıkları oluşturur ve buharın suyla karışma şeklini değiştirir.

Referanslar

1. Marshall Beyin (2017). "Steam Motorları Nasıl Çalışır". 14 Haziran 2017 tarihinde science.howstuffworks.com adresinden erişildi.
2. Yeni Dünya Ansiklopedisi (2015). "Buhar motoru". 14 Haziran 2017'de newworldencyclopedia.org adresinden erişildi.
3. SOS Çocukları (2008-2009). "Buhar motoru". 14 Haziran 2017 tarihinde cs.mcgill.ca adresinden erişildi.
4. Woodford, Chris (2017). "Buharlı motorlar". 14 Haziran 2017'de descriptionthatstuff.com adresinden erişildi.