5 Jenis Mesin Wap Utama

Yang berbeza jenis enjin stim telah mengalami banyak perubahan sepanjang sejarah dan teknologi terus menerus membolehkannya berubah dengan cara yang luar biasa.

Pada dasarnya, mereka adalah enjin pembakaran luaran yang menukar tenaga haba wap air ke dalam tenaga mekanikal.

Mereka telah digunakan untuk menggerakkan pam, lokomotif, kapal dan traktor, pada masa yang amat penting untuk Revolusi Perindustrian. Kini mereka digunakan untuk penjanaan kuasa elektrik menggunakan turbin stim.

Enjin stim terdiri daripada dandang yang digunakan untuk mendidih air dan menghasilkan stim. Wap mengembang dan menolak omboh atau turbin, yang pergerakannya melakukan kerja memutar roda atau memandu mesin lain.

Enjin stim pertama dibuat oleh Heron dari Alexandria pada abad pertama dan dipanggil eolipil.

Ia terdiri daripada sfera kosong yang disambungkan ke dandang yang mana dua tiub melengkung dipasang. Lingkaran itu dipenuhi dengan air yang mendidih, menyebabkan stim dikeluarkan dari tiub pada kelajuan tinggi, berputar bola.

Walaupun eolipil tidak mempunyai tujuan praktikal, ia pasti mewakili pelaksanaan pertama wap sebagai sumber pendorong.

Walau bagaimanapun, kebanyakan sistem yang menggunakan stim boleh dibahagikan kepada dua jenis: mesin omboh dan turbin stim. 

Jenis utama enjin wap

1- Mesin plunger

Mesin omboh menggunakan stim bertekanan. Melalui piston berganda berganda, wap bertekanan memasuki seli pada setiap sisi manakala pada yang lain ia dibebaskan atau dihantar ke pemeluwap.

Tenaga diserap oleh bar slaid yang dimeteraikan melepaskan stim. Batang ini, sebaliknya, memacu rod penyambung yang disambungkan ke engkol untuk menukar pergerakan salingan menjadi pergerakan berputar..

Di samping itu, engkol lain digunakan untuk memandu gear injap, biasanya melalui mekanisme yang membolehkan pembalikan pergerakan putar.

Apabila sepasang piston berganda berganda digunakan, pendahuluan engkol diimbangi oleh 90 darjah. Ini memastikan bahawa enjin akan sentiasa berfungsi, tidak kira apa kedudukan engkol masuk.

2- Motor pengembangan pelbagai

Satu lagi jenis enjin stim menggunakan beberapa silinder aksi tunggal yang meningkatkan diameter dan pergerakannya secara progresif.

Wap tekanan tinggi dari dandang digunakan untuk menggerakkan omboh pertama diameter yang lebih rendah ke bawah.

Dalam pergerakan menaik, stim yang sebahagian besar berkembang didorong ke dalam silinder kedua yang memulakan pergerakan ke bawah.

Ini menghasilkan pengembangan tambahan tekanan yang agak tinggi yang dikeluarkan di ruang pertama.

Juga, ruang perantaraan dilepaskan ke ruang akhir, yang seterusnya dilepaskan ke kondensor. Pengubahsuaian enjin jenis ini menggabungkan dua piston yang lebih kecil di ruang terakhir.

Perkembangan enjin jenis ini penting untuk kegunaannya di dalam kapal stim, kerana pemeluwap, ketika memulihkan sedikit kuasa, menukarkan stim ke dalam air untuk digunakan semula dalam dandang.

Enjin stim terestrial boleh memusnahkan banyak stim mereka dan diisi dengan menara air tawar, tetapi di laut ini tidak mungkin.

Sebelum dan semasa Perang Dunia II, enjin pengembangan telah digunakan dalam kenderaan marin yang tidak perlu pergi pada kelajuan tinggi. Walau bagaimanapun, apabila kelajuan lebih diperlukan, ia digantikan oleh turbin stim.

- Uniform 3 aliran motor seragam

Satu lagi jenis mesin omboh ialah motor aliran uniflow atau seragam. Enjin jenis ini menggunakan stim yang hanya mengalir dalam satu arah pada setiap separuh silinder.

Kecekapan terma dicapai dengan mempunyai kecerunan suhu di sepanjang silinder. Wap sentiasa memasuki hujung panas silinder dan keluar melalui bukaan di tengah-tengah sejuk.

Ini mengakibatkan pengurangan pemanasan relatif dan penyejukan dinding silinder.

Dalam enjin uniflow, salur masuk stim biasanya dikawal oleh injap shank (yang berfungsi sama dengan yang digunakan dalam enjin pembakaran dalaman) yang didorong oleh sebuah camshaft.

Injap masuk terbuka untuk mengakui stim apabila jumlah pengembangan minimum dicapai pada permulaan pergerakan.

Pada masa tertentu kembalinya engkol, stim memasuki dan salur masuk tertutup ditutup, membenarkan pengembangan berterusan stim, menggerakkan omboh.

Pada akhir pergerakan, omboh akan menemui cincin lubang ekzos di sekitar pusat silinder.

Lubang-lubang ini disambungkan ke kondensor, menurunkan tekanan di dalam ruang yang menyebabkan pelepasan cepat. Putaran berterusan engkol adalah apa yang bergerak omboh.

4- turbin stim

Turbin wap berkuasa tinggi menggunakan siri cakera berputar yang mengandungi sejenis bilah jenis kipas pada pinggir luar mereka.

Ini cakera mudah alih atau rotors bergantian dengan cincin pegun atau stator, yang ditetapkan kepada struktur turbin untuk mengalihkan aliran stim.

Oleh kerana operasi berkelajuan tinggi, turbin tersebut biasanya disambungkan kepada gear pengurangan untuk memacu mekanisme lain seperti kipas kapal..

Turbin stim lebih tahan lama dan memerlukan penyelenggaraan kurang daripada mesin omboh. Mereka juga menghasilkan daya putaran yang lebih lembut pada aci keluaran mereka, yang menyumbang kepada keperluan penyelenggaraan yang lebih rendah dan kurang memakai.

Penggunaan utama turbin stim adalah di stesen penjanaan elektrik di mana operasi mereka berkelajuan tinggi adalah kelebihan dan jumlah relatif mereka tidak merugikan.

Mereka juga digunakan dalam aplikasi marin, meningkatkan kapal dan kapal selam besar. Hampir semua loji kuasa nuklear menjana tenaga elektrik dengan memanaskan air dan memberi makan turbin stim.

5 enjin propulsion

Terdapat enjin pendorong bawah air yang menggunakan wap tekanan tinggi untuk menarik air melalui soket di hadapan dan mengeluarkannya pada kelajuan tinggi melalui belakang.

Apabila wap mengalir di dalam air, gelombang kejutan dicipta yang mengusir air dari belakang.

Untuk meningkatkan kecekapan mesin, enjin menarik udara melalui lubang di depan jet stim, yang menghasilkan buih udara dan mengubah cara campuran wap dengan air.

Rujukan

1. Marshall Brain (2017). "Bagaimana Enjin Wap berfungsi". Diperoleh pada 14 Jun, 2017 di science.howstuffworks.com.
2. New World Encyclopedia (2015). "Enjin wap". Diperoleh pada 14 Jun, 2017 di newworldencyclopedia.org.
3. Kanak-kanak SOS (2008-2009). "Enjin wap". Diperoleh pada 14 Jun, 2017 di cs.mcgill.ca.
4. Woodford, Chris (2017). "Enjin wap" Diperoleh pada 14 Jun, 2017 di explainthatstuff.com.