ساخت موتور بخار Steam Engines

موتور بخار به ماشین گرمایی گفته می‌شود که سیال سیکل گرمایی آن بخار می‌باشد.

ایده استفاده از بخار آب برای ایجاد نیروی حرکتی پیشینه‌ای طولانی در حدود ۲۰۰۰ سال دارد. اما تا حدود ۳۰۰ سال پیش دستگاه‌های بخار تولیدکنندگان مهمی در حوزهٔ نیروی مکانیکی نبودند. توسعهٔ استفاده از بخارهای پر فشار و تبدیل آنها به نیروهای خطی و دورانی قادر به ایجاد نیروی مورد نیاز بسیاری از ماشین‌های تولید بود. این دستگاه‌ها در هر جایی که آب و سوخت چون زغال سنگ یا چوب فراهم باشد ایجاد کرد. ماشین‌های بخار وسایل حمل و نقل اولیه چون تراکتورهای بخار و لوکوموتیوهای بخار را ممکن ساخت. امروزه توربین‌های بخار مدرن حدود ۸۰ درصد برق تولیدی را در جهان بوسیلهٔ سوخت‌های متفاوت تولید می‌کنند.

اولین ماشین بخار را پاپن در سال ۱۶۹۰ اختراع کرد. قسمت اعظم ماشین کوچکی را که پاپن ساخته بود، سیلندرها و پیستون‌ها تشکیل می‌دادند. آب در داخل سیلندرها تبدیل به بخار شده، موجب بالا رفتن پیستون‌ها می‌شدند. با بالا رفتن این پیستون‌ها هوای قسمت فوقانی این سیلندرها فشرده می‌گردید. حال اگر بخار آب زیر پیستون‌ها را ناگهان سرد کرد و تبدیل به آب نمود، هوای فشرده قسمت فوقانی سیلندرها، پیستون‌ها را با قدرت به طرف پایین می‌راند و این حرکت پیستون‌ها می‌توانست مثلاً موجب حرکت کردن یک چرخ شود.

پس از پاپن عده‌ای کار او را دنبال کردند ولی نتیجه زیادی نگرفتند تا اینکه جیمز وات اسکاتلندی دست به تجاربی زد و موفق گردید با اختراع خود بزرگ‌ترین انقلاب را در صنایع انگلیس ایجاد کند.

 

وقتی آب را می جوشانیم آن را تبدیل به بخار می کنیم و بخار سعی می کند که منبسط گردد و هر چیزی را که در سر راه خود ببیند، به جلو و یا به اطراف می راند. ماشین بخار همین نیرو را در خود دارد و آن را به کار می اندازد.

وقتی به کتری نگاه کنید که آب در آن می جوشد، مشاهده خواهید کرد که بخار هنگام خروج از آن به اطراف پراکنده می شود. اگر یک چوب پنبه بر دهانه ی لوله کتری بگذارید و آن را محکم کنید، خواهید دید فشار بخار چوب پنبه را می پراند. ماشین بخار شباهت زیادی به همان کتری دارد که درب آن بلند می شود و پایین می رود ولی از کتری جدا نمی گردد. به این ترتیب زمانی که سرپوش آن بالا و پایین می رود؛ می توان آن را به کار گرفت؛ در یک ماشین، این سرپوش را پیستون می نامند.

افراد زیادی تلاش کردند که موتور بخار بسازند، ولی برخی از مشکلات آن را نتوانستند حل کنند. به عنوان مثال بخار باید دارای فشار زیاد باشد تا کار کند و همین فشار زیاد باعث ترکیدن دیگ می شود، یا آب را باید به تدریج گرم نمود و به این طریق زغال سنگ زیادی مصرف می شد.

در نهایت شخصی به نام جیمز وات ماشین بخاری اختراع کرد که در آن قدرت انبساط بخار مستقیماً به پیستون در حین انجام کار بوسیله ضربه وارد می شد. در ماشین وات، پیستون به طول سه فوت در داخل سیلندر بواسطه ی فشار بخار بالا می رفت، سپس سنگینی پیستون و میله، پیستون را دوباره در خط مستقیم پایین می آورد. این ماشین را، ماشین یک زمانه می نامند. زیرا بخار در تمام مدت کار پیستون وارد سیلندر می شود و به این ترتیب بخار زیادی تلف می گردد. در ماشین های بخار جدید، فقط مقدار کمی بخار داخل سیلندر می شود و انبساط بخار، بیشتر کارها را انجام می دهد.

بعدها وات قسمت سومی به موتور خود به نام خازن اضافه نمود. خازن عبارت از محفظه ای بود که بوسیله لوله ها و دریچه ها به سیلندر متصل می شد. بخار به درون آن می رفت و قبل از آنکه بخار بیشتر مصرف شده و خارج گردد، تبدیل به آب می شد.

سومین بهبود در تکاملی که وات در ماشین بخار انجام داد، این بود که راهی پیدا کرد تا ماشین بخار پیستون را به دو جهت فشار دهد. به جای به کار بردن وزن هوا برای فشار دادن پیستون به طرف پایین، بخار این کار را انجام می داد. به این طریق، پیستون در حالی که به طرف پایین و بالا حرکت می کرد، کار انجام می داد. این را یک موتور مضاعف می نامند. پیستون در یک ماشین بخار می تواند به یک پمپ، یک اهرم و یک هندل وصل باشد و یک ماشین را تشکیل دهد.

از دوستانی که در این زمینه تخصص وتجربه دارند خواهشمندم مطالبی درباره اجرا و راه اندازی این کارخانه در اختیار ما بگذارند مطالبی همچون مشاوره -سرمایه-امکانات-وسایل و تجهیزات و بازاریابی و بیزینس پلان ومجوزها و هر چیزی که از 0تا100 راه اندازی این کارخانه به آن احتیاج است را برای سایت کاردون ارسال نمایند تا مقاله به نام شما در سایت قرار گیرد.امید است زمینه ی برای تولید واشتغال در کشور عزیزمان فراهم شود.
دوستانی که می توانند ترجمه و زیر نویس فیلم کارخانه ها را انجام دهند لطفا زیرنویس و ترجمه فیلم به سایت کاردون ارسال کنند تا با نام خودشان در سایت قرار بگیرد.زیر نویس انگلیسی فیلم ها در کانال یوتیوب کاردون قرار دارد.