Động cơ hơi nước hoạt động như thế nào?

Động cơ hơi nước, từng là động lực của công nghiệp hóa, hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hóa nhiệt năng thành cơ năng nhờ sự giãn nở của hơi nước. Quá trình này bao gồm một loạt các bước:

1. Tạo hơi nước :

- Động cơ hơi nước cần có nguồn nhiệt, điển hình là nồi hơi đốt nhiên liệu bằng than hoặc các nhiên liệu khác.

- Nước bên trong nồi hơi được đun nóng cho đến khi đạt nhiệt độ sôi, chuyển thành hơi nước.

- Hơi sinh ra có áp suất và nhiệt độ cao.

2. Piston và xi lanh :

- Động cơ hơi nước gồm có một buồng hình trụ gọi là xi lanh, trong đó có một pít-tông khít sát có thể chuyển động qua lại.

- Piston được gắn vào cần piston để truyền chuyển động của nó đến máy móc mong muốn.

3. Vé vào cửa Steam :

- Khi piston ở một đầu của xi lanh, một van gọi là van nạp hơi mở ra, cho phép hơi nước áp suất cao từ lò hơi đi vào xi lanh.

4. Chuyển động của pít-tông :

- Lực của hơi nước đi vào đẩy piston về phía đầu kia của xi lanh.

- Chuyển động của piston biến áp suất của hơi nước thành công cơ học.

5. Cạn kiệt hơi nước :

- Khi piston đến hết hành trình, van nạp hơi đóng lại và van xả hơi mở ra.

- Hơi nước đọng lại bên trong xi lanh được thoát ra ngoài, thường vào thiết bị ngưng tụ để thu hồi nhiệt.

6. Chu kỳ lặp lại :

- Sau khi xả hơi, cơ cấu đảo chiều sẽ di chuyển van trượt hoặc thay đổi hướng dòng hơi, cho hơi đi vào phía đối diện của piston.

- Quá trình lặp lại, hơi nước đẩy piston về hướng ngược lại.

7. Thanh kết nối và tay quay :

- Chuyển động tới lui của piston được chuyển thành chuyển động quay thông qua một thanh truyền liên kết với trục khuỷu.

- Trục khuỷu quay khi piston di chuyển, cung cấp nguồn năng lượng liên tục có thể dẫn động các loại máy móc khác nhau như bánh xe, máy bơm, thiết bị nhà máy.

Tóm lại, động cơ hơi nước sử dụng nhiệt để tạo ra hơi nước làm quay piston qua lại trong xi lanh. Chuyển động của piston được chuyển thành chuyển động quay thông qua trục khuỷu, tạo ra năng lượng cơ học có thể cung cấp năng lượng cho nhiều loại máy móc và thiết bị. Những tiến bộ công nghệ và sự phát triển của các động cơ hiệu quả hơn, đặc biệt là động cơ đốt trong, cuối cùng đã dẫn đến sự suy giảm của động cơ hơi nước vào cuối thế kỷ 19.