Zaujímavý

Ako fungujú parné motory?

Ako fungujú parné motory?

Zahrejte vodu na bod varu a mení sa z kvapaliny na plyn alebo vodnú paru, ktorú poznáme ako para. Keď sa voda stane vodnou parou, jej objem sa zvýši asi 1600 krát, táto expanzia je plná energie.

Motor je stroj, ktorý premieňa energiu na mechanickú silu alebo pohyb, ktorý dokáže otáčať piestami a kolesami. Účelom motora je poskytnúť výkon, parný stroj poskytuje mechanickú energiu pomocou energie pary.

Parné motory boli prvými úspešnými motormi, ktoré boli vynájdené, a boli hnacou silou priemyselnej revolúcie. Boli zvyknutí poháňať prvé vlaky, lode, továrne a dokonca aj autá. A hoci parné motory boli v minulosti určite dôležité, majú teraz novú budúcnosť v zásobovaní energiou geotermálnymi zdrojmi energie.

Ako fungujú parné motory

Aby sme porozumeli základnému parnému stroju, poďme sa pozrieť na príklad parného motora, ktorý sa nachádza v starej parnej lokomotíve, ako je to na obrázku. Základnými časťami parného motora v lokomotíve by boli kotol, posúvač, valec, zásobník pary, piest a hnacie koleso.

V kotli by sa nachádzala kúrenisko, do ktorého by sa vháňalo uhlie. Uhlie by sa ďalej spaľovalo pri veľmi vysokej teplote a použilo sa na ohrievanie kotla na varenie vody za vzniku vysokotlakovej pary. Vysokotlaková para expanduje a vystupuje z parného potrubia do parnej nádrže. Para je potom riadená posuvným ventilom, aby sa pohybovala do valca a tlačila piest. Tlak energie pary, ktorá tlačí na piest, otočí hnacie koleso v kruhu, čo vytvára pohyb pre lokomotívu.

História parných motorov

Ľudia sú si vedomí sily pary už po stáročia. Grécky inžinier, hrdina Alexandrie (približne 100 nl), experimentoval s parou a vynašiel aeolipile, prvý, ale veľmi surový parný stroj. Aeolipile bola kovová guľa namontovaná na hornú časť varnej kanvice. Para prešla potrubím do gule. Dve trubice v tvare písmena L na protiľahlých stranách gule uvoľňovali pary, ktoré dali gule ťah, ktorý ju spôsobil rotáciu. Hrdina si však nikdy neuvedomil potenciál aeolipilu a storočia mali prejsť skôr, ako by sa vymyslel praktický parný stroj.

V roku 1698, anglický inžinier, Thomas Savery patentoval prvý surový parný stroj. Savery použil jeho vynález na čerpanie vody z uhoľnej bane. V roku 1712 vynašiel anglický inžinier a kováč Thomas Newcomen atmosférický parný stroj. Účelom parného stroja Newcomen bolo tiež odstrániť vodu z baní. V roku 1765, škótsky inžinier, James Watt začal študovať parný stroj Thomasa Newcomena a vymyslel vylepšenú verziu. Bol to Wattov motor, ktorý ako prvý mal rotačný pohyb. Dizajn Jamesa Watta bol ten, ktorý uspel a použitie parných motorov sa stalo rozšíreným.

Parné motory mali výrazný vplyv na históriu prepravy. Koncom 17. storočia si vynálezcovia uvedomili, že parné stroje môžu poháňať lode a prvý komerčne úspešný parník vynašiel George Stephenson. Po roku 1900 začali benzínové a naftové spaľovacie motory nahrádzať parné piestové motory. Parné motory sa však za posledných dvadsať rokov znova objavili.

Parné motory dnes

Môže byť prekvapujúce, že 95 percent jadrových elektrární používa na výrobu energie parné motory. Áno, rádioaktívne palivové tyče v jadrovej elektrárni sa používajú ako uhlie v parnej lokomotíve na varenie vody a na výrobu parnej energie. Nakladanie s vyhoretými rádioaktívnymi palivovými tyčami, zraniteľnosť jadrových elektrární voči zemetraseniam a iným problémom však vystavuje obyvateľstvo a životné prostredie veľkému riziku.

Geotermálna energia je energia vyrábaná pomocou pary produkovanej teplom vyžarovaným z roztaveného jadra Zeme. Geotermálne elektrárne sú relatívne zelenou technológiou. Kaldara Green Energy, nórsky / islandský výrobca zariadení na výrobu geotermálnej elektrickej energie, bol hlavným inovátorom v tejto oblasti.

Solárne tepelné elektrárne môžu na výrobu svojej energie využívať aj parné turbíny.