محرك بخاري ثابت

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
محرك بخاري ثابت، محفوظ في جسر البرج في لندن . هذا أحد محركي ضخ هيدروليكيين متقاطعين متوازيين كانا يستخدمان سابقًا لرفع وخفض الجسر.

محركات البخار الثابتة هي محركات بخارية ثابتة تُستخدم لضخ المياه أو تشغيل المطاحن والمصانع، ولتوليد الطاقة. وهي تختلف عن محركات القاطرات المستخدمة في السكك الحديدية ، ومحركات الجر المستخدمة في نقل البضائع الثقيلة بالبخار على الطرق، وسيارات البخار (وغيرها من المركبات الآلية)، والمحركات الزراعية المستخدمة في الحراثة أو الدراس، والمحركات البحرية ، والتوربينات البخارية المستخدمة كآلية لتوليد الطاقة في معظم محطات الطاقة النووية .

كان تطور المحرك البخاري تدريجيًا. فقد ظهر خلال القرن الثامن عشر، وانتشر تصنيعه على نطاق واسع طوال القرن التاسع عشر ومعظم النصف الأول من القرن العشرين، ولم يتراجع إلا مع انتشار الكهرباء ومحركات الاحتراق الداخلي. ومع مرور الوقت، تحسنت هذه المحركات من حيث الضغط والتمدد والسرعة. [ 1 ]

تطوير محرك البخار الثابت

في القرن الأول الميلادي ، وصف هيرو الإسكندري محركًا توربينيًا بسيطًا يعمل بالبخار يُسمى "الإيوليبيل ". وحتى القرنين السادس عشر والسابع عشر، لم تكن هناك محركات بخارية أخرى بارزة. وفي القرن الثامن عشر، طوّر جيمس وات تصاميم توماس نيوكومن ليُنتج أول محرك بخاري "حديث". وقد شمل هذا المحرك جميع الجوانب الرئيسية للمحرك البخاري القياسي: الاستفادة من تمدد البخار، واستخدام مكثف منفصل، وتنظيم السرعة بواسطة منظم سرعة . [ 1 ]

كانت محركات البخار الأولى تعمل ببطء شديد. وكان التحسين الأكبر هو زيادة الضغط الذي يمكنها العمل عنده. أُضيفت سخانات فائقة إلى الغلايات لرفع درجة الحرارة وتحسين كفاءة المحرك. استخدمت المحركات الأولى أسطوانة واحدة حيث يُضخ بخار منخفض الضغط إلى أسفل المكبس ثم يُكثف. [ 1 ] أُضيفت أسطوانات أخرى لتكوين محرك البخار المركب. ومع زيادة الضغط، تبيّن أن التصميم المركب أكثر اقتصادية.

مكونات محرك بخاري ثابت

  • يُحدد عدد الأسطوانات والصمامات نوع المحرك. وتُحدد مساحة الأسطوانة، بالإضافة إلى سرعة المكبس وضغط البخار، القدرة الناتجة. وتُستخدم الصمامات لعادم البخار وتصريفه.
  • المكابس هي السطح الذي يُطبَّق عليه ضغط البخار داخل أسطوانة الاحتراق. ولتحقيق تراكم الضغط، يجب إحكام غلق المكابس بجدران الأسطوانة، ويتم ذلك باستخدام حلقات المكابس.
  • إن ذراع التوصيل مسؤول عن نقل حمل المكبس إلى دبوس المرفق أو عمود المرفق ويتعرض للشد والضغط.

أنواع محركات البخار الثابتة

محرك بخاري أفقي ثابت مزدوج الفعل. يوجد المكبس على اليسار، ويتم تركيب عمود المرفق على محور دولاب الموازنة على اليمين.
محرك طاحونة، طاحونة شارع الملكة، بيرنلي . محرك ويليام روبرتس المركب الأفقي الترادفي - "السلام".
محرك بخاري من طراز مارشال

توجد أنماط مختلفة لمحركات البخار الثابتة، تتميز بتصميم الأسطوانات وعمود المرفق :

  • تحتوي محركات الشعاع على شعاع متأرجح يوفر الاتصال بين الأسطوانة الرأسية وعمود المرفق.
  • تحتوي محركات الطاولة على رأس متقاطع فوق الأسطوانة الرأسية وعمود مرفقي أسفلها.
  • المحركات الأفقية لها أسطوانة أفقية.
  • المحركات العمودية لها أسطوانة عمودية.
  • المحركات المائلة لها أسطوانة مائلة.
  • تتميز محركات النوع السفلي بوجود غلاية على طراز القاطرات فوق محرك أفقي.

يمكن تصنيف المحركات الثابتة حسب خصائصها الثانوية أيضًا:

عندما كانت المحركات الثابتة تحتوي على أسطوانات متعددة، كان من الممكن تصنيفها على النحو التالي:

  • محركات بسيطة، تحتوي على أسطوانات متعددة متطابقة تعمل على عمود مرفقي مشترك.
  • المحركات المركبة التي تستخدم غازات العادم من الأسطوانات ذات الضغط العالي لتشغيل الأسطوانات ذات الضغط المنخفض.

يمكن تشغيل المحرك في وضع بسيط أو وضع تكثيف:

  • الوضع البسيط يعني أن غاز العادم يخرج من الأسطوانة ويتجه مباشرة إلى الغلاف الجوي
  • في وضع التكثيف، يُبرَّد البخار في أسطوانة منفصلة، ​​ويتحول من بخار إلى ماء سائل، مما يُحدث فراغًا يُساعد على الحركة. ويمكن تحقيق ذلك باستخدام صفيحة مُبرَّدة بالماء تعمل كمشتت حراري ، أو عن طريق ضخ رذاذ من الماء.

يمكن أيضاً تصنيف المحركات الثابتة حسب استخدامها:

يمكن تصنيف المحركات الثابتة حسب الشركة المصنعة

محرك Kittoe and Brotherhood ذو الشعاع الذي تم ترميمه في Coldharbour ، والذي يتم تشغيله بالبخار بانتظام في عطلات نهاية الأسبوع الرسمية.

تاريخ

حسب ترتيب التطور:

[ 2 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 فاولر، ويليام هـ (1907). محركات البخار الثابتة، مع أمثلة عديدة من الممارسة العملية . مانشستر: شركة النشر العلمي.
  2. ↑ هيلز 1993

فهرس

  • بوكانان، آر إيه، وواتكينز، جورج، علم الآثار الصناعية لمحرك البخار الثابت ، لندن، 1976، رقم ISBN 0-7139-0604-9
  • فاولر، دبليو إتش (1919). محركات البخار الثابتة، موضحة بالعديد من الأمثلة من الممارسة الفعلية / حرره ويليام إتش فاولر . شركة النشر العلمي، [1907].
  • باوديتش، ج. (1992). الطاقة من البخار: تاريخ محرك البخار الثابت لريتشارد ل. هيلز (مراجعة). التكنولوجيا والثقافة ، 33 (4)، 821-823. https://doi.org/10.1353/tech.1992.0025
  • هيلز، ريتشارد ليزلي (1993). الطاقة من البخار: تاريخ محرك البخار الثابت (  طبعة ورقية). مطبعة جامعة كامبريدج. ص  244. ISBN 9780521458344تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 مايو 2009 .
  • روبرتس، أ.س. (1921). قائمة محركات آرثر روبرتس . نسخة من بارليك-بوك. مؤرشفة من الأصل بتاريخ 23 يوليو 2011. تم الاطلاع عليها بتاريخ 11 يناير 2009 .{{cite book}}تم |work=تجاهله ( مساعدة )
  • واتكينز، جورج، محركات البخار الثابتة في بريطانيا العظمى ، دار نشر لاند مارك، أرقام ISBN متعددة
المجلد 1، يوركشاير (2000)
المجلد الثاني، اسكتلندا وشمال إنجلترا (2000)
المجلدات 3:1، 3:2، لانكشاير (2001)
المجلد 4، ويلز، تشيشاير، وشروپشاير (2002)
المجلد 5، منطقة نورث ميدلاندز (2002)
المجلد 6، منطقة ميدلاندز الجنوبية (2003)
المجلد 7، الجنوب والجنوب الغربي (2003)
المجلد 8، لندن الكبرى وجنوب شرق إنجلترا (2003)
المجلد 9، شرق أنجليا والمقاطعات المجاورة (2004)
المجلد 10، المحركات البحرية (وملاحظات القراء، وفهارس السلسلة وما إلى ذلك) (2005)

تعيد هذه السلسلة إنتاج حوالي 1500 صورة من سجل محرك البخار الذي صنعه جورج واتكينز بين عامي 1930 و 1980، وهو موجود الآن في مجموعة واتكينز في سجل الآثار الوطنية التابع لهيئة التراث الإنجليزي في سويندون ، ويلتشير .