Motore a vapore
Un motore a vapore è un motore che utilizza il vapore dell'acqua bollente per farlo muovere. Il vapore spinge sulle parti del motore per farle muovere. I motori a vapore possono alimentare molti tipi di macchine, compresi i veicoli e i generatori elettrici.
I motori a vapore furono utilizzati nelle pompe da miniera a partire dall'inizio del XVIII secolo e furono molto migliorati da James Watt nel 1770. Furono molto importanti durante la rivoluzione industriale dove sostituirono i cavalli, i mulini a vento e i mulini ad acqua per far funzionare le macchine.
Le prime macchine a vapore erano a pistoni. La pressione del vapore spingeva su un pistone che lo faceva muovere lungo un cilindro e quindi avevano un movimento reciproco (avanti e indietro). Questo poteva muovere direttamente una pompa o azionare una manovella per far girare una ruota e far funzionare una macchina. Funzionavano a bassa pressione e dovevano essere molto grandi per produrre molta potenza.
I motori a vapore venivano utilizzati nelle fabbriche per lavorare le macchine e nelle miniere per spostare le pompe. Più tardi furono costruiti motori più piccoli che potevano muovere locomotive ferroviarie e barche a vapore.
Il vapore per alimentare un motore a vapore viene prodotto in una caldaia che riscalda l'acqua per produrre vapore. Nella maggior parte dei luoghi il fuoco riscalda la caldaia. Il combustibile per il fuoco può essere legna, carbone o petrolio. Al posto del fuoco si può usare l'energia nucleare o l'energia solare. Il vapore che esce dalla caldaia applica la forza su un pistone. Una valvola invia il vapore ad un'estremità del pistone, poi all'altra, per farlo muovere avanti e indietro. Il pistone in movimento spinge e tira l'asta del pistone, la traversa e la biella, per far girare le ruote o per azionare altri macchinari. Il pesante volano rotante smussa la potenza del pistone. Il regolatore controlla la velocità del motore.
Oggi molte macchine a vapore sono ancora al lavoro. Nel corso del XX secolo i pistoni sono stati sostituiti da turbine che girano come un mulino a vento spinto da getti di vapore. Queste girano più velocemente con una maggiore efficienza energetica rispetto ai tipi originali di motori a vapore a pistoni. Sono usati nelle centrali elettriche per far funzionare i generatori che producono elettricità. Alcune navi sono anche alimentate da turbine a vapore. Le caldaie delle turbine a vapore possono essere riscaldate da molti tipi diversi di combustibile, anche da un reattore nucleare in alcune centrali elettriche e navi da guerra.
Replica funzionante in scala reale del motore di Thomas Newcomen del 1712 per il pompaggio dell'acqua dalle miniere nelle tenute di Lord Dudley. Museo vivente del paese nero
La prima locomotiva sopravvissuta: Billy che sbuffa al Museo delle Scienze
Questo enorme edificio ospitava i quattro più grandi motori a fascio della Gran Bretagna. Erano utilizzati per lo spostamento delle acque di scarico a Crossness, Bexley
La vecchia Bess: Il motore a fascio di Watt, 1777, costruito da Boulton e Watt. Il motore era usato per sollevare l'acqua. L'acqua costante era necessaria perché una ruota ad acqua era usata per azionare il macchinario nella fabbrica di Boulton a Soho Manufactory a Birmingham.
Il governatore: L'importante invenzione di Boulton e Watt
Domande e risposte
D: Che cos'è un motore a vapore?
R: Un motore a vapore è un motore che utilizza il vapore dell'acqua bollente per muoversi. Il vapore spinge sulle parti del motore per farle muovere e può essere utilizzato per alimentare molti tipi di macchine, tra cui veicoli e generatori elettrici.
D: Quando sono stati utilizzati per la prima volta i motori a vapore?
R: I motori a vapore sono stati utilizzati per la prima volta nelle pompe delle miniere all'inizio del 1700 e sono stati migliorati da James Watt nel 1770. Divennero molto importanti durante la rivoluzione industriale, dove sostituirono i cavalli, i mulini a vento e i mulini ad acqua per far funzionare le macchine.
D: Come funzionano i motori a vapore?
R: I primi motori a vapore erano motori a pistoni. La pressione del vapore spingeva su un pistone che lo faceva muovere lungo un cilindro e quindi avevano un movimento reciproco (avanti e indietro). Questo poteva muovere direttamente una pompa o azionare una manovella per far girare una ruota e far funzionare una macchina. Il pesante volano che girava smussava la potenza del pistone, mentre il regolatore controllava la velocità del motore.
D: Cosa alimenta un motore a vapore?
R: Il vapore per alimentare un motore a vapore viene prodotto in una caldaia che riscalda l'acqua per produrre vapore. Nella maggior parte dei luoghi, il fuoco riscalda la caldaia, ma il combustibile per questo fuoco può essere legno, carbone o petrolio; al posto del fuoco si possono utilizzare anche l'energia nucleare o l'energia solare.
D: Come è cambiata la tecnologia rispetto ai tipi originali di motori a pistoni?
R: Nel corso del 20° secolo, i pistoni sono stati sostituiti da turbine che girano come mulini a vento spinti da getti di vapore, girando più velocemente e con maggiore efficienza energetica rispetto ai tipi originali di motori a vapore a pistoni. Questi sono ora utilizzati nelle centrali elettriche per far funzionare i generatori che producono elettricità e anche alcune navi sono alimentate da queste turbine.
D: Che tipo di combustibile si può utilizzare oggi per le caldaie?
R: Le caldaie per queste turbine moderne possono essere riscaldate da diversi tipi di combustibile, come la legna, il carbone, il petrolio; al posto del fuoco possono essere utilizzati anche l'energia nucleare o l'energia solare, a seconda di ciò che è disponibile in un determinato momento.
