Parní stroj
Parní stroj je externí hoření tepelný motor, který používá tepelnou energii, která existuje v páře, přeměňovat to na mechanickou práci. Parní stroje byly používány jako hnací síla v pumpách, lokomotivy, parníky a traktory páry, a byl nezbytný pro průmyslovou revoluci. Parní turbíny, technicky druh parního stroje, být ještě široce užitý na výrobu elektřiny ale starší typy byli téměř úplně nahrazení spalovacími motory a elektrickými motory.
Parní stroj vyžaduje boiler vařit vodu vypouštět páru. Expanze — nebo zkracování — pára vykonává vliv na pístu nebo lopatce turbíny, jehož pohyb může být spojen pro práci otáčejících se kol nebo hnací jiné strojní zařízení. Jeden z výhod parního stroje je že nějaký zdroj tepla může být zvyklý na páru vzestupu v boiler; ale nejvíce obyčejný je oheň fueled dřevem, uhlí nebo olej nebo využití tepelné energie tvořené v nukleárním reaktoru.
Vynález a vývoj
První zaznamenané parní zařízení, aeolipile, byl vynalezen Hero Alexandrie, Řek, v 1. inzerátu století, ale použitý jediný jako hračka.
V 1663, Edward Somerset, 2nd Marquess Worcestera vydával designy pro, a smět instalovali, pára-poháněl motor pro vodu čerpání u Vauxhall domu. V asi 1687 francouzský fyzik Denis Papin, s pomocí Gottfrieda Leibniz, postavený pracovní model parního stroje a padlové parní lodi. Papin je také připočítán s množstvím významných zařízení takový jako bezpečnostní ventil. Sir Samuel Morland také rozvíjel myšlenky pro parní stroj během stejném období a stavěl množství páry-pumpy motoru pro Kinga Louise XIV Francie v 1680s.
Brzy průmyslové parní stroje byly navržené Thomasem Savery (“oheň-motor”, 1698) ale to byl Thomas Newcomen a jeho “atmosferický-motor” 1712 to demonstrovalo první operační a praktický průmyslový motor. Spolu, Newcomen a Savery vyvinul motor paprsku, který pracoval na atmosferický, nebo vakuum, princip. První průmyslové aplikace motorů vakua byly v čerpání vody od hlubokého mineshafts. V mineshaft pumpách vratný paprsek byl propojený na provozní prut, který sestupoval šachta k čerpací komoře. Oscilace provozního prutu jsou přenesené do pístu pumpy, který pohybuje vodou, přes kontrolní ventily, k vrcholu šachty. Brzy Newcomen motory operovaly tak pomalu že ventily byly ručně se otevřel a uzavřel obsluhou. Zlepšení bylo nahrazení ručního ovládání ventilů s operací odvozenou z pohybu motoru sám, kusy lana známý jak”šňůra hrnčíře#rquote (legenda má to že toto bylo nejprve odděláno 1713 chlapcem, Humphrey Potter, obvinil z otevření ventily; když on stal se znuděný on připravil lana automatizovat proces. [1 ])
Humphrey Gainsborough produkoval modelovou srážející se páru motor v 1760s, který on se ukázal k Jamesi Wattovi Glasgow zelené, Skotsko. V 1769 Watt patentovaný první významná zlepšení k Newcomen píší motor vakua, který dělal to hodně více paliva účinný. Wattův skok měl oddělit fázi kondenzování motoru vakua do oddělené komory, zatímco drží píst a válec u teploty páry. Watt, spolu s jeho partnerem obchodu Matthew Boulton, vyvinul tyto patenty do Watt parního stroje v Birminghamu, Anglie. Zvýšená výkonnost motoru Watta nakonec vedla ke všeobecnému přijetí a použití parní energie v průmyslu. Dále, na rozdíl od Newcomen motoru, Watt motor operoval hladce dost být propojený na hřídel — přes slunce a planetová soukolí — poskytovat točitou sílu. V časných parních strojích píst je obvykle propojený na vyvážený paprsek, spíše než přímo k spojovací tyči a těmto motorům být proto známý jako motory paprsku.
Příští zlepšení v efektivitě šlo s Američanem Oliver Evans a Angličan Richard Trevithick použití vysoké tlakové páry. Trevithick stavěl úspěšný průmyslový vysoký tlak jeden-hrát motory známé jako cornwallské motory. Nicméně se zvýšeným tlakem přišel hodně nebezpečí jako motory a boilers byl nyní pravděpodobný, že propadne mechanicky násilný ven exploze, a tam bylo mnoho časných pohrom. Nejdůležitější refinement k vysokému tlaku motor v tomto bodě byl ventil, který vydá přetlak. Spolehlivá a bezpečná operace přišla jen s velkým množstvím zážitku a kodifikace stavby, operováním a servisními procedurami.
Nicolas-Joseph Cugnot demonstroval první funkční samohybné parní vozidlo, jeho “fardier” (parní vůz), v 1769. Pravděpodobně, toto byl první automobil. Zatímco ne obecně úspěšný jako zařízení přepravy, samohybný parní traktor ukázal se velmi užitečný jak self mobilní zdroj energie řídit jiné zemědělské stroje takový jako zrno mlatci nebo seno balers. V 1802 William Symington postavený “první praktická zkouška steamboat”, a v 1807 Robert Fulton používal Watt parní stroj k síle první komerčně úspěšný steamboat. 21. února 1804 u pera-y-Darren ironworks ve Walesu, prvním samohybném železničním parním stroji nebo parní lokomotivě, postavený Richard Trevithick, byl demonstrován.
Pístové motory
Pístové motory používají akci páry pohybovat pístem v zapečetěné komoře. Podobná akce pístu může být přeložena přes mechanické spojování do točité práce.
Motory vakua
Časné parní stroje, takový jak Newcomen je “atmosferický” a Watt je “kondenzační” motory, pracoval na principu vakua a být tak známý jak motory vakua. Takové motory operují tím, že připustí nízkou tlakovou páru do provozní komory a zavře vpouštěcí ventil. Pára je pak zchlazena, výsledná vodní pára kondenzování k menšímu množství než pára, vytvoření vakua v komoře. Atmosferický tlak, operovat protější stranu pístu, tlačí píst ke dnu komory. Píst je propojený na velký paprsek a protiváhu, váha kterého vrátí píst do vrcholu komory; nízká tlaková pára je nedostatečná pohybovat pístem nahoru osamocený. Vratná akce kladiny může být spojena dělat mechanickou práci. V Newcomen motoru, který chladne voda je postříkána přímo do pracovní komory, ale v Watt motoru je oddělená kondenzační komora, propojený na pracovní komoru ventilem. Neúčinnost Newcomen motoru ležela v opakoval a marnotratné topení a chlazení pracovní komory. Tím, že odstraní fázi kondenzování akce k oddělené komoře toto bylo velmi redukované a výkonnost motoru byla velmi zvýšená.
Motory vakua jsou hrozně omezené v jejich efektivitě ale jsou relativně bezpečné protože pára je u velmi nízkého tlaku a strukturální nedostatek motoru bude vnitřním zhroucením spíše než vnější exploze. Jejich síla je omezena okolním tlakem vzduchu, vysídlením pracovní komory, spalováním a rychlostmi odpařování a — kde dar — condenser kapacita. Maximální teoretická efektivita je omezena relativně nízkým bodem varu vody u blízkého atmosferického tlaku (100 ° C, 212 ° F).
Vysoké tlakové motory
1 - Píst
2 - Pístnice
3 - Crosshead postoj
4 - Spojovací tyč
5 - Crank
6 - Ekcentrický ventilový pohyb
7 - Setrvačník
8 - Pohyblivý ventil
9 - Odstředivý regulátor.
V motor vysokého tlaku, pára je zvýšena v boiler k vysokému tlaku a teplotě. To je pak přijato do pracovní komory kde to expanduje a jedná podle pístu, ačkoli Trevithick je originál “cornwallské motory” používaly tlak páry osamoceně zvýšit válec. Píst následně oplácí, hodně jako v motoru vakua. Důležitost páry zvedání pod tlakem (z thermodynamic hlediska) je že to dosáhne vyšší teplotu. Tak, nějaké používání motoru taková pára operuje u vyšší teplotní diferencovanosti než je možný s nízkým tlakem motor vakua. Poté, co přemístil motor vakua, vysoký tlakový motor se stal východiskem pro další vývoj vratné parní technologie. Vysoká tlaková pára také má výhodu, že motory mohou být hodně kompaktnější. Význam je že motory mohly být vyvinuty to bylo malé dost a silný dost pohánět sebe zatímco dělá užitečnou práci; parní energie pro přepravu se stala praktickou záležitostí.
Dvojčinný píst
Dalším hlavním pokrokem ve vysokotlakých parních strojích Dvojčinný pístV jednočinných vysokotlakých parních strojích je válec vertikální a píst se vrací do dolní úvrati (mrtvé polohy) gravitací Ve dvojčinných strojích je pára přiváděna střídavě na obě strany pístu. Z protilehlé strany válce je pára vypouštěna. To vyžaduje plnicí a vypouštěcí ventily na obou koncích válce (viz animace dole) vtok páry je řízen ventily. Tento systém zvětší rychlost a rovnoměrnost chodu. Válec pak může být vodorovný nebo šikmý. Síla je od pístu přenášena pístnicí - utěsněnou proti válci ucpávkou pro zabránění úniku páry - která je na druhé straně uložena v křižáku. Toto změní pohyb přímočarý na pohyb otáčivý. Zátoka a výfukové ventily mají pohyb odvozený z otáčivého pohybu způsobem dalšího ztřeštěného nápadu se zvyšoval ekcentricky (i.e mimo centrum) od hřídele. Výbava ventilu může zahrnovat mechanismus přeřazování dovolit obrácení otáčivého pohybu.
Většina pístových motorů nyní používá tuto technologii, pozoruhodné příklady včetně parních lokomotiv a námořní trojité expanzivní motory. Když pár (nebo více) dvojitých úřadujících válců, například v parní lokomotivě, být propojený na obyčejný driveshaft jejich sfázování ztřeštěného nápadu je vyrovnáváno úhlem 90 mír. Toto je voláno čtvrcení a zajistí, že motor bude vždy operovat, bez ohledu na to jaká pozice ztřeštěný nápad je v. Některé motory používaly jen jeden dvojitý-hrát píst, řízení paddlewheels na každé straně spojením s horním vahadlem. Když se zavře takový motor to bylo důležité, že píst být pryč od jednoho extrémního rozsahu jeho cestování tak že to mohlo být ochotně restartováno (jak tam není druhý čtvrcený píst předejít tomuto).
Míchání
1 - Vysoká tlaková láhev
2 - Ztřeštěný nápad vysokého tlaku
3 - Setrvačník
4 - Ztřeštěný nápad nízkého tlaku (#rquotečtvrcený#rquote)
5 - Nízká tlaková láhev.
1 - Nízká tlaková láhev
2 - Vysoká tlaková láhev
3 - Spojovací tyč
4 - Driveshaft a setrvačník.
Všichni vysokého tlaku motory zmínily se nahoře používat jednoduchou expanzi — pára zadá válec, expanduje jakmile a výfuky. Jak pára rozšíří jeho poklesy teploty, toto je známé jako adiabatická expanze. Toto vyústí v páru vstupovat do válce u vysoké teploty a odcházení u nízké teploty. Toto způsobí cyklus topení a chlazení válce s každou mrtvicí, která je zdroj neúčinnosti.
Metoda zmenšit velikost tohoto topení a tuhnutí byli vynalezeni v 1804 Britové připraví Arthura Woolfa, kdo patentoval jeho Woolf vysoký tlak motor směsi v 1805. Ve složeném motoru, vysoká tlaková pára od boiler expanduje ve vysoké tlakové láhvi a pak zadá jednoho nebo více následujících nižších tlakových láhví. Kompletní expanze páry teď nastane přes rozmanité válce a jak méně expanze teď se vyskytuje v každém válci tak méně teplo je ztraceno párou v každém. Toto redukuje velikost topení válce a tuhnutí, zvětšovat výkonnost motoru. Pocházet se rovnat práce od nižší tlakové páry vyžaduje větší válcovou hlasitost, zatímco tato pára zabírá větší hlasitost. Proto nudný patron, a často mrtvice, být zvětšen v nízkých tlakových láhvích končit většími válci. Kde prostor je za vysokou cenu, takový jak v parní lokomotivě, dva válce menšího množství jsou často substituted.
První složené motory měly 2 válce, často nazvaný dvojitá směs, s pozdnějšíma druhy směsi používání motorů trojnásobit se a dokonce čtyřnásobit expanzi (vidět dolů). Rozdíl mezi zátokou a teplotou výfukového plynu páry v každém válci ve dvojité směsi je zhruba napůl to v jednoduchém expanzivním motoru, s písty navržený tak že každý produkuje napůl práce motoru.
Uspořádání válců ve dvojité směsi motory jsou používány jako východisko pro klasifikaci:
- Směs kříže - Válce jsou vedle sebe a řídí stejný ztřeštěný nápad.
- Směs tandemu - Válce jsou zastavení konce, řídit obyčejnou spojovací tyč
- Motor věže - Svislý tandem motor směsi.
- Angle směs - Válce jsou uspořádány v vee a pohonu obyčejný ztřeštěný nápad.
V kříži a úhlových směsech, písty jsou propojené na ztřeštěný nápad 90 ° ven fáze spolu navzájem (čtvrcený) odvodit hladký pohyb, který neuzavře nahoru, s novou sílou pohladit každé otočení čtvrtiny.
Motor směsi zvýší efektivitu parních strojů ale přidá skvělou dohodu složitosti k systému. Jeho přijetí bylo téměř univerzální v průmyslových a námořních motorech, ale byl ne tak se otiskoval v lokomotivách železnice. Toto je částečně kvůli krutým železničním provozním podmínkám a omezenému prostoru poskytnutému ložnou mírou (zvláště v Británii, kde míchání nebylo obyčejné). Míchání lokomotivy nejvíce obyčejně řídilo dva různé soubory hnacích kol, lépe rozdělit sílu motoru a snížit účinky rána kladivem typický pro parní lokomotivy. Nejvíce složené parní lokomotivy měly simpling ventil to krmilo vysokou tlakovou páru ke všem válcům pomoci odstartovat těžký vlak.
Expanze násobku
To je logické rozšíření motoru směsi nahoře rozdělit expanzi do přesto více stádií zvýšit efektivitu. Výsledek je rozmanitý expanzivní motor. Použití takových motorů jeden tři nebo čtyři expanzivní stádia a být známý jak trojnásobný a čtyřnásobné expanzivní motory příslušně. Tyto motory používají sérii dvojitý-hrát válce postupně rostoucího průměru a/nebo mrtvice a od této doby hlasitost. Tyto válce jsou navrhnuty rozdělit práci do tři nebo čtyři, přiměřeně, stejné porce pro každé stádium expanze. Jak s dvojitým složeným motorem, kde prostor je za vysokou cenu, dva menší válce hlasitosti velké sumy mohou být užité na stádium nízkého tlaku. Rozmanité expanzivní motory typicky válce dohodly vkládaný, ale různé jiné formace byly používány.
Obrazy napravo ukazovat model a animaci trojitého expanzivního motoru. Pára cestuje přes motor od odešel spravit. Dřevěná bedna ventilu pro každého válců je nalevo korespondenčního válce.
Vývoj tohoto druhu motoru byl důležitý pro jeho použití v parníkách jak odsáváním k condenser voda může být kultivovaná ke krmení boiler, který je neschopný slané vody použití. Přistát-založené parní stroje mohly vyčerpat hodně jejich páry, zatímco napájecí voda byla obvykle snadno dostupná. Prior k a během 2. světové války, motor expanze ovládal námořní aplikace kde vysoce rychlost lodi nebyla základní. To bylo nicméně nahrazeno parní turbínou kde rychlost byla vyžadována, například ve válečných lodích a zaoceánských parníkách. HMS Dreadnought 1905 byl první hlavní válečná loď nahradit dokázanou technologii pístového motoru se pak novou parní turbínou.
Uniflow
Další druh parního stroje je uniflow psát, jméno pocházet ze skutečnosti, že pára proudila v jednom směru jen v každé polovině válce. Tepelná účinnost byla zvětšena ve směsi a rozmanitá expanze píše expanzí oddělování do kroků v oddělených válcích. V designu uniflow, tepelná účinnost je dosažená sklonem vlastnění teploty přes válec. Pára vždy vstoupí u horkých konců válce a výfuků přes porty v chladničkovém středu. Toto znamená poměrné topení a tuhnutí zdí válce je redukováno.
Vstup páry je řízen poppet ventily (který akt podobně k těm použitý ve spalovacích motorech) to být provozován camshaft. Vpouštěcí ventily se otevřou připustit páru když minimální expanzivní hlasitost byla sáhl u startu mrtvice. Pro období cyklu ztřeštěného nápadu pára je přijata a poppet zátoka je pak uzavřená, dovolovat pokračující expanzi páry během mrtvice, řídit píst. Blízko konce mrtvice píst vystaví kruh odpouštěcích ventilů nasazené radially kolem centra cyliner. Tyto porty jsou spojeny různý a lemování k condenser, snižovat tlak v komoře k pod tím atmosféry působit rychlé odsávání. Pokračující rotace ztřeštěného nápadu pohybuje pístem. Od animace rysy uniflow motoru mohou být viděny, s velkým pístem téměř napůl délka válce, poppet vpouštěcí ventily na jednom konci, camshaft (jehož pohyb je odvozen z toho driveshaft) a centrální kruh odpouštěcích ventilů.
Krása motoru uniflow bylo to to potenciálně dovolil velký rozvoj v jediném válci bez rizika tváření kondenzace, slibná vysoká tepelná účinnost. Odpouštěcí ventily byly jen otevřené pro krátké období mrtvice, proto ne celá rozšířená pára byla schopná k výfukovému plynu. Tato zbývající pára byla zkrácena vracejícím se pístem a byl thermodinamically žádoucí jak to nahřálo horký konec válce před přívodem páry. Nicméně, riziko přílišné komprimace často vyústilo v malé auxiluary odpouštěcí ventily bytí zahrnované u válce jde. Takový design může být volán polořadovka-motor uniflow.
V praxi uniflow motor má množství operačních nedostatků. Velký expanzivní poměr vyžaduje velkou válcovou hlasitost. Získat maximální potenciální práci od tohoto vysoká podobnost míra byla vyžadována, typicky 80 % rychleji než dvojitý-hrát motor. Toto způsobilo otevření časy vpouštěcích ventilů být velmi krátký, dávat velkou námahu na jemné strojové součástce. Aby odolal obrovské mechanické síly setkaly se s, motory musely být těžko postavený a velký setrvačník byl vyžadován vyrovnat změny v točivém momentu jak tlak páry rychle se zvedl a upadl do válce. Dále, jak tam byl teplotní gradient přes válec, kov zdi se roztahoval k různému extents. Toto požadované přesné vrtání vložky válce být širší ve skvělém centru než u horkých konců. Jestliže válec nebyl prudký správně, nebo jestliže voda vstoupila, citlivá rovnováha mohla být rozrušena působit záchvat střední-mrtvice nebo, potenciálně, ničení.
Motory tohoto typu vždy mají rozmanité válce ve vkládaném uspořádání a smějí být jedno nebo dvojité hraní. Zvláštní výhoda tohoto typu je že ventily mohou být provozovány účinkem camshafts násobku, a tím, že mění fázi příbuzného těchto camshafts, množství páry připustilo smět být zvětšen pro vysoký točivý moment u minima urychlovat a smět být omezen u cestovní rychlosti pro ekonomiku operace, a tím, že mění absolutní fázi motorový směr otáčení může být měněn. Design uniflow také udržuje konstantní teplotní spád přes válec, vyhýbat se projít kolem horké a chladné páry přes stejný konec válce.
Uniflow motor byl nejprve používán v Británii v 1827 Jacob Perkins a byl patentován v 1885 Leaonard Jennett Todd. To bylo propagováno Němcem připravit Johanna Stumpfa v 1909, se první reklamou pevný motor produkoval rok předtím v 1908. Uniflow motor byl trialled v lokomotivách železnice, ale jeho hlavní použití bylo v průmyslu.
Motory turbíny
A parní turbína sestává ze střídavé řady točivých disků připojených na hřídeli, rotoři, a disky statické elektřiny opravené ke skříni turbíny, statory. Rotoři mají propellor-jako uspořádání ostří u vnější hrany. Pára působí na lopatky, tím způsobí rotační pohyb Stator sestává z podobný, ale fixovaný, série ostří, která poslouží, že přesměruje tok páry na příštím rotorovém stádiu. Parní turbína vyčerpá do condenser to stanoví vakuum. Fáze parní turbíny jsou typicky zařídil, aby získal maximální potenciální práci od specifické rychlosti a tlak páry, dávat svah k sérii variably klížil vysoké a nízké tlakové stupně. Turbíny točí při velmi vysoké rychlosti, proto být obvykle propojený na ozubení redukce řídit další mechanismus, takový jako vrtule lodi, při nižší rychlosti. Rotor turbíny je také schopný poskytovat sílu když točí v jednom směru jediný. Proto obracet stádium nebo převodovku je obvykle požadovaný kde síla je vyžadována v opačném směru.
Hlavní použití pro parní turbíny je v generaci elektřiny a jako námořní hnací síly. V bývalý, vysoká rychlost rotace je výhoda a v obou případech poměrná velikost není disadvantage. Doslova všichni nukleární pohánět rostliny a ponorky a některé lodě, vyrábět elektřinu vodou topení poskytovat páru, která řídí turbínu propojenou na elektrický generátor. Omezené množství parních železničních lokomotiv, které používaly technologii turbíny bylo vyrobeno. Zatímco oni se setkávali s určitým úspěchem na dlouho nést náklad operace ve Švédsku a jinde, parní turbíny nebyly ideálně vhodné k prostředí železnice. Lokomotivy turbíny nepokračovaly ve světě železnice a byl nahrazený dieselovými lokomotivami.
Parní turbíny poskytují přímou vířivou sílu a proto nevyžadují mechanismus spojení přeměnit oplácení na otáčivý pohyb. Tak, oni produkují hladší vířivé síly na vývodní hřídeli. Toto přispěje k nižšímu servisnímu požadavku a méně oblečení na mašinerii oni pohánějí než srovnatelný pístový motor.
Jiné motory
Jiné druhy parního stroje byly produkoval a navrhoval, ale nebyli skoro tak široce adoptovaní jako oplácení nebo motory turbíny.
Otočné stroje
Teoreticky, to by mohlo být možné používat mechanismus založený na pistonless otočném stroji takový jako Wankel motor v místě válců a výbava ventilu konvenčního vratného parního stroje. Nedostatek kontroly nad hranicí je hlavní problém s takovými designy a žádný byl demonstrovaný v praxi.
Typ proudového letadla
Vynalezený australským inženýrem Alan hoří a rozvinutý v Británii inženýry u Pursuit dynamiky, tento podvodní proudový motor použití vysoce tlačí páru do remízy ve vodě přes příjem na frontě a vyhánějí to u vysoké rychlosti přes chovat. Když pára se sráží ve vodě, nárazová vlna je vytvořena a je soustředěná komorou k vodě výbuchu ven zád. To zlepší motorovou efektivitu, motor vtáhne vzduch přes otvor dopředu parního proudového letadla, který vytvoří vzduchové bubliny a změní směr pára míchá se s vodou.
Unlike v tradičních parních strojích, nejsou tam žádné pohyblivé části k oblečení ven a voda výfukového plynu je jediná několik mír teplejší v testech. Motor může také sloužit jako pumpa a mixér. Tento druh systému je odkazoval se na jak ' PDX technologie ' dynamikou pronásledování.
Typ rakety
Aeolipile reprezentuje použití páry principem reakce, ačkoli ne pro přímý pohon.
Ve více moderní době tam bylo omezené použití páry pro raketovou techniku — zvláště pro auta rakety. Technika je jednoduchá v pojetí, jednoduše vyplnit tlakovou nádobu s horkou vodou u vysokého tlaku, a otevřít ventil vést k vhodné trysce. Pokles tlaku okamžitě vaří některé vody a pára odejde přes trysku, dávat významnou propulsive sílu.
To by mohlo být očekával, že voda na tlakové nádobě by měla být u kritického tlaku; ale v praxi tlaková nádoba má značnou hmotu, který redukuje zrychlení vozidla. Proto mnohem nižší tlak je používán, který dovolí lehčí tlakovou nádobu, který podle pořadí dává nejvyšší finální rychlost.
Tam jsou ještě spekulativní plány pro meziplanetárním použití. Ačkoli parní rakety jsou relativně nedostatečné v jejich použití pohonu, toto velmi studna nemůže vadit, zatímco sluneční soustava je věřil mít extrémně velké zásoby vodního leda, který může být používán jak pohon. Vytahovat tuto vodu a používat to v meziplanetárních raketách vyžaduje několik pořadí velikosti méně vybavení než rozebrat to k vodíku a kyslíku pro konvenční raketovou techniku. [2]
Aplikace
Parní stroje mohou být klasifikované na jejich žádost:
Pevné motory
Pevné parní stroje mohou být klasifikované do dvou hlavních typů:
- Natáčet motory, motory válcového mlýnu a podobné aplikace, které potřebují často se zastavit a obrátit se.
- Motory poskytovat sílu, která zastávka zřídka a nepotřebují obrátit se. Tito zahrnují motory používané v tepelných elektrárnách a ti to bylo použito ve mlýnech, továrny a pohánět lanovky a kabel tramways před širokým užitím elektrické energie. Velmi nízké elektrické motory jsou zvyklé na elektrické modelové lodě a aplikace speciality takový jako hodiny páry.
Motory vozidla
Parní stroje byly zvyklé na sílu široká řada mobilních vozidel:
- Steamboats a parníky.
- Vozidla země:
- Parní lokomotivy.
- Parní auta.
- Parní válce.
- Pára nabírá.
- Motory tahu.
- Parní raketová auta
Výhody
Síla parního stroje pro moderní účely je v jeho schopnosti změnit teplo od téměř nějaký zdroj do mechanické práce. Na rozdíl od motoru vnitřního spalování, parní stroj není vybíravý ohledně zdroje tepla. Nejvíce pozoruhodně, bez použití parního stroje atomová energie nemohla být spojena pro užitečnou práci, zatímco nukleární reaktor dělá ne přímo tvořit jednu mechanickou práci nebo elektrickou energii — reaktor sám jednoduše ohřívá vodu. Je to parní stroj, který přemění teplou energii do užitečné práce. Pára může také být produkována bez spalování paliva, přes sluneční koncentrátory. Předváděcí elektrárna byla postavená používat centrální teplou sbírací věž a velké množství slunečního stopování zrcadla, (volal heliostats).
Podobné výhody jsou nalezené v různém druhu motoru s uzavřeným cyklem, Stirling motor, který nabídne účinnou sílu v kompaktním motoru, ale který jde těžko operovat přes široký rozsah provozních podmínek, obtíže, které jsou rychle adresované moderním hybridním vozidlem.
Parní lokomotivy jsou obzvláště výhodné u vysokých výšek, zatímco oni nejsou obzvláště nepříznivě postižení nižším atmosferickým tlakem. Toto bylo bezděčně zjistil když parní stroje operovaly v vysokých výškách v horách jihu Amerika byla nahrazená naftou-elektrické stroje rovnocenné mořské úrovňové síly. Oni byli rychle nahrazení mnohem silnějšími lokomotivami schopnými výrobní dostatečné síly ve vysoké výšce.
Ve Švýcarsku (Brienz Rothhorn) a Rakousko (Schafberg Bahn) nové poličkové parní lokomotivy ukázaly se velmi úspěšné. Oni byli navrhnuti založený na designu třicátých lét švýcarské lokomotivy a stroji zpracuje (SLM) ale se všemi dnešních možných zlepšení jako válečková ložiska, tepelná izolace, lehký-olejovat hoření, zlepšené vnitřní zmodernizování, jeden-muž-hnací a tak dále. Tito skončili 60 procentně nižší spotřebou pohonných hmot na pasažéra a pozoruhodně redukované ceny pro údržbu a zacházení. Ekonomika teď být podobný nebo lepší než s nejpokročilejší naftou nebo elektrickými systémy. Také parní vlak s podobnou rychlostí a kapacitou je 50 procentního zapalovače než elektrický nebo motorový vlak, tak, obzvláště na ozubnicových dráhách, významně redukovat oblečení a slzu na dráze. Také, nový parní stroj pro padlový parník na Lakee Ženeva, Montreux, byl navržený a postavený, být první loď světa parní stroj s elektronickým dálkovým ovladačem. Parní skupina SLM v roce 2000 vytvořený zcela-vlastněný podnik volal DLM navrhnout moderní parní stroje a parní lokomotivy.
Efektivita
Dostat výkonnost motoru, rozdělit množství joules mechanické práce že motor produkuje množstvím joules vynaložené energie k motoru hořícím palivem. Obecně, zbytek energie je vyhozen do životního prostředí jako teplo. Žádný čistý tepelný motor může být účinnější než Carnot cyklus, ve kterém teplo je dojaté od jezera vysoké teploty k jednomu u nízké teploty a efektivita závisí na rozdílu teploty. Proto, parní stroje by měly ideálně být provozovány při nejvyšší parní teplotě možný, a pustit odpadní teplo při nejnižší teplotě možný.
V praxi, odsávání parního stroje pára k atmosféře bude mít efektivitu (včetně boiler) 5 %, ale se sčítáním condenser efektivita je velmi zlepšena k 25 % nebo lepší. Elektrárna s výfukem reheat, etc. dosáhne 30 % efektivita. Kombinovaný cyklus ve kterém hořící materiál je nejprve zvyklý na projížďku plynová turbína může produkovat 60 % efektivita. To je také možné zachytit používání odpadního tepla cogeneration ve kterém zbytková pára je užitá na topení. To je proto možné k použití asi 90 % energie produkované hořícím palivem — jen 10 % energie produkované spalováním paliva jde zbytečný do atmosféry.
Jeden zdroj neúčinnosti je to condenser způsobí ztráty tím, že je poněkud žhavější než vnější svět, ačkoli toto může být sníženo tím, že kondenzuje páru ve výměníku tepla a používá zotavené teplo, pro příklad pro pre-ohřívat vzduch být použit ve vypalovačce motoru s uzavřeným cyklem.
Operace porce motoru sám není závislá na páře; nějaký natlakovaný plyn může být používán. Stlačený vzduch je někdy používán testovat nebo demonstrovat malý model “parní” motory.
Festivaly a muzea
- Každoroční parní přehlídka v Americe severní americká modelová inženýrská společnost (jména)
- Každoroční pára-nahoru v Americe nový anglický bezdrátový systém a muzeum páry
- Newcomen lokomotivní depo, Dartmouth, Devon, Anglie, UK
- Éra páry v Miltonovi, Ontario
- Ontario zemědělské muzeum v Miltonovi, Ontario
- Missouri říční údolí asociace parního stroje zpátky do shledání farmy v centrální Missouri, USA. Toto není pára-jediný festival, ale to vždy mělo dobré představení běžících parních strojů.
- Hamilton muzeum páry a technologie v Hamiltonu, Ontario. Starý obecní pumphouse datovat se k 1860 s jeho originálem dva Woolf smíchá Rotative Beam motory, jeden z kterého ještě operuje.
- Kempton parkové parní stroje
- Kew přemostí muzeum páry
- Crofton Beam motory