Motor cu abur
Motorul cu abur este un motor termic cu
ardere externă, care transformă energia termică a aburului
în lucru mecanic. Aburul sub presiune este produs într-un generator de abur prin fierbere și se destinde într-un agregat cu cilindri, în care expansiunea aburului produce
lucru mecanic prin deplasarea liniară a unui piston, mișcare care de cele mai multe ori este transformată în mișcare de rotație cu
ajutorul unui mecanism bielă-manivelă. Căldura necesară producerii aburului se obține din arderea unui combustibil sau prin fisiune nucleară.
Motoarele cu abur au dominat industria și mijloacele de transport din timpul Revoluției industriale până în prima parte a secolului al XX-lea, fiind utilizate la acționarea locomotivelor, vapoarelor,
pompelor, generatoarelor electrice,
mașinilor din fabrici,
utilajelor pentru construcții (excavatoare) și a altor utilaje. A
fost
înlocuit în majoritatea acestor aplicații de motorul cu ardere
internă și de cel electric.
Istoria motorului
cu abur
Prima mașină cu aburi a fost inventată în secolul I e.n. de către
inginerul grec Heron din Alexandria.
O sferă goală pe dinăuntru era pivotată pe două
tuburi prin care trecea aburul dintr-un mic fierbător. Aburul umplea sfera și ieșea prin țevi dispuse
în părți opuse ale acesteia. Jeturile de abur care țîșneau
determinau sfera să se rotească. Totuși, în ciuda faptului că era o invenție
interesantă, mașina nu servea unui scop util.
Primul om care a avut ideea de a transforma pompa cu piston în mașină termică, a fost francezul Denis Papin
în anul 1679. Din păcate nu a putut să o pună în
practică din lipsă de fonduri. El a murit în sărăcie, în 1714.
Primul motor cu abur a fost proiectat în 1698
de Thomas Savery, un inginer englez. Acest motor
era conceput să pompeze apa din mine, dar singura lui
întrebuințare a fost să pompeze apa în casele înalte din Londra.
Primul motor performant a fost construit în 1712
de inginerul Thomas Newcomen,
din Cornwall. Acest motor avea un braț mare care
pompa apa cu o frecvență de 16 mișcări de du-te-vino pe minut. În 1776,
James Watt, un constructor scoțian de
mecanisme, a adus înbunătățiri motorului lui Newcomen.
Nicolas
Cugnot a fost primul care, în 1769,
a folosit motorul cu abur la un vehicul. Acest vehicul putea
transporta 4 persoane, dar a fost folosit la transportul armamentului greu. Viteza maximă care a fost
atinsă cu acest vehicul a fost de 5 km/h.
Mașina lui Watt
James Watt
La mașina sa inventată în 1769, aburul trecea într-o cameră
separată pentru condensare. Deoarece
cilindrul nu era încalzit și răcit alternativ, pirderile de căldură ale mașinii erau
relativ scăzute. De asemenea, mașina lui Watt era mai rapidă. Aceste soluții și diversele
îmbunătățiri concepute de Watt au făcut ca mașina cu aburi să poată fi
folosită într-o gamă largă de aplicații.
În perioada victoriana, locomotive cu abur puternice
revoluționaseră deja călătoria pe uscat. Mașinile cu abur au făcut posibile
și tipărirea ziarelor, torsul și țesutul textilelor și acționarea mașinilor de
spălat în „spălătoriile cu aburi”. Mașinile cu abur puneau în mișcare
caruselele, iar unii fermieri foloseau energia aburului pentru a ara pămîntul.
Antreprenorii de curățătorii aveau aspiratoare cu abur, și la cele mai bune frizerii
din orașe existau chiar și perii pentru masarea capului acționate cu
abur.
