Jenis Mesin Uap

Skema mesin uap pertama yang menjadi dasar revolusi industri. Sumber: tico1516-jejith, cc by-sa 4.0, Wikimedia Commons

Berbeda Jenis Mesin Uap Mereka telah mengalami banyak perubahan sepanjang sejarah. Pada dasarnya, mereka adalah mesin pembakaran eksternal yang mengubah energi termal uap air menjadi energi mekanik. 

Mereka telah digunakan untuk meningkatkan bom, lokomotif, kapal dan traktor, menjadi penting untuk revolusi industri. Saat ini, mereka digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik menggunakan turbin uap.

Mesin uap terdiri dari boiler yang digunakan untuk merebus air dan menghasilkan uap. Uap mengembang dan mendorong piston atau turbin, yang gerakannya melakukan pekerjaan memutar roda atau mempromosikan mesin lain.

Mesin uap pertama dirancang oleh Herón de Alejandría pada abad pertama dan bernama Eolipila. Itu terdiri dari bola berongga yang terhubung ke boiler tempat dua tabung melengkung terpasang. Bola penuh dengan air yang direbus, menyebabkan uap dikeluarkan oleh tabung dengan kecepatan tinggi, memutar bola.

Meskipun eolipila tidak memiliki tujuan praktis, itu tentu saja mewakili implementasi uap pertama sebagai sumber penggerak.

Namun, sebagian besar sistem yang menggunakan uap dapat dibagi menjadi dua jenis: mesin piston dan turbin uap. 

Jenis Utama Mesin Uap

1. Mesin piston

Mesin piston menggunakan uap bertekanan. Melalui piston efek ganda, uap bertekanan secara bergantian memasuki masing -masing sisi, sedangkan di sisi lain dilepaskan atau dikirim ke kondensor.

Energi diserap oleh geser geser melawan uap keluar. Batang ini, pada gilirannya, mengaktifkan batang penghubung yang terhubung ke engkol untuk mengubah gerakan alternatif menjadi gerakan putar.

Dapat melayani Anda: 14 karakteristik Excel terpenting

Selain itu, engkol lain digunakan untuk bertindak sebagai gigi katup, biasanya melalui mekanisme yang memungkinkan investasi gerakan putar.

Saat sepasang piston efek ganda digunakan, kemajuan engkol dipindahkan pada sudut 90 derajat. Ini memastikan bahwa mesin akan selalu berfungsi, tidak peduli apa posisi engkol itu.

2. Beberapa mesin ekspansi

Jenis mesin uap lain menggunakan beberapa silinder aksi sederhana yang meningkatkan diameter dan gerakannya secara progresif. Uap bertekanan tinggi dari boiler digunakan untuk meningkatkan piston berdiameter kecil pertama.

Dalam gerakan menaik, uap yang diperluas sebagian dioperasikan dalam silinder kedua yang memulai gerakannya yang menurun. Ini menghasilkan ekspansi tambahan dari tekanan yang relatif tinggi yang dilepaskan di kamera pertama.

Juga, ruang perantara melepaskan ke ruang akhir, yang pada gilirannya dilepaskan ke kondensor. Modifikasi jenis motor ini, menggabungkan dua piston yang lebih kecil di kamera terakhir.

Pengembangan jenis motor ini penting untuk digunakan di kapal uap, karena kondensor, memulihkan sedikit daya, mengubah uap lagi menjadi air untuk digunakan kembali di boiler.

Mesin uap terestrial bisa menghabiskan banyak uapnya dan mengisi menara air tawar, tetapi di laut ini tidak mungkin.

Sebelum dan selama Perang Dunia II, mesin ekspansi digunakan pada kendaraan laut yang tidak perlu pergi dengan kecepatan tinggi. Namun, ketika lebih banyak kecepatan diperlukan, itu digantikan oleh turbin uap.

Dapat melayani Anda: variabel (pemrograman): karakteristik, jenis, contoh

3. Motor uniflow, atau aliran seragam

Jenis piston lainnya adalah mesin uniflow, atau aliran seragam. Jenis mesin ini menggunakan uap yang hanya mengalir dalam satu arah di setiap setengah silinder.

Efisiensi termal dicapai dengan memiliki gradien suhu di sepanjang silinder. Uap selalu masuk melalui ujung panas silinder dan keluar dari bukaan di tengah pendingin.

Ini diterjemahkan menjadi pemanas relatif dan pendinginan dinding silinder.

Di mesin uniflow, entri uap biasanya dikendalikan oleh katup batang (yang bekerja mirip dengan yang digunakan dalam mesin pembakaran internal) yang dioperasikan oleh camshaft.

Katup input terbuka untuk mengakui uap saat volume ekspansi minimum tercapai pada awal gerakan.

Pada saat tertentu saat kembalinya engkol, uap masuk dan pintu masuk bushing ditutup, memungkinkan perluasan uap yang berkelanjutan, mengoperasikan piston.

Di akhir gerakan, piston akan menemukan cincin lubang knalpot di sekitar tengah silinder.

Lubang -lubang ini terhubung ke kondensor, menurunkan tekanan di dalam ruang dan menyebabkan pelepasan yang cepat. Rotasi terus menerus dari engkol adalah apa yang bergerak ke piston.

4. Turbin uap

Turbin uap kekuatan tinggi menggunakan serangkaian cakram berputar yang mengandung semacam bilah jenis baling -baling di tepi luarnya. Cak disk seluler atau rotor ini bergantian dengan cincin atau stator stasioner, dipasang pada struktur turbin untuk mengarahkan aliran uap.

Itu dapat melayani Anda: termometer: bagian dan fungsi utama

Karena kecepatan operasi yang tinggi, turbin tersebut biasanya terhubung ke gigi reduksi untuk menggerakkan mekanisme lain, seperti baling -baling kapal.

Turbin uap lebih tahan lama dan membutuhkan perawatan yang lebih sedikit daripada mesin piston. Mereka juga menghasilkan gaya rotasi yang lebih lembut pada sumbu output mereka, yang berkontribusi pada pemeliharaan yang lebih rendah dan persyaratan keausan yang lebih rendah.

Penggunaan utama turbin uap adalah di stasiun pembangkit listrik, di mana kecepatan operasinya yang tinggi merupakan keuntungan dan volume relatifnya bukan kerugian.

Mereka juga digunakan di kapal laut, mempromosikan kapal besar dan kapal selam. Praktis, semua pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan listrik dengan memanaskan air dan pengumpanan turbin uap.

5. Mesin propulsi

Ada mesin propulsi bawah air yang menggunakan uap tekanan tinggi untuk menarik air melalui tembakan di depan, dan mengeluarkannya dengan kecepatan tinggi dari belakang.

Saat uap mengembun di dalam air, gelombang kejut dibuat yang mengeluarkan air di belakang.

Untuk meningkatkan efisiensi mesin, ini menarik udara melalui sesak napas di depan jet uap, yang menghasilkan gelembung udara dan mengubah cara uap dicampur dengan air.

Referensi

1. Bagaimana mesin uap bekerja. Pulih dari sains.Howstuffwork.com.
2. Mesin uap. Pulih dari newworldyclopedia.org.