מנוע הקיטור הוא אחת ההמצאות החשובות ביותר שנוצרו אי פעם. זה כל כך חשוב שאפשר לזקוף לזכותו את שינוי פני החברה האנושית. זה סימן את תחילתה של המהפכה התעשייתית, ואיפשר לייצור להגדיל את גודלו ולהתייעל.
ההיסטוריה של מנוע הקיטור ארוכה ומסובכת. זוהי טכנולוגיה חדשה יחסית ועברה תמורות רבות במהלך השנים. אבל לא משנה מה, זו תמיד תהיה אחת ההמצאות החשובות ביותר שנוצרו אי פעם. זה שינה את העולם, וממשיך לעשות זאת מדי יום.
מנוע קיטור הוא מכונה שמשתמשת בחום כדי ליצור לחץ. הוא קולט את החום מאש ומשתמש בו כדי ליצור כוח שיכול להזיז חפצים. חפצים אלה יכולים להיות בצורת בוכנה או גלגל. הלחץ מהאש משמש לדחיפת הבוכנה למעלה ולמטה.
ניתן לסווג את מנוע הקיטור לשני סוגים:
- מנועי בעירה פנימית: במנועים אלו, כמו מנוע קיטור, חום מאש מייצר קיטור. אבל במקום להשתמש בו כדי לדחוף בוכנה, הוא משמש לסובב גל ארכובה שמייצר מדחף עם להבים. האנרגיה ממנוע זה מומרת לאנרגיה מכנית באמצעות מנגנון המרה הנקרא תיבת הילוכים.
- מנועי בעירה חיצונית: במנועי בעירה חיצונית, כמו מנוע סילון, חום מאש הופך לקיטור ומשמש להנעת טורבינה המייצרת חשמל.
מנוע הקיטור הראשון הומצא על ידי תומס סאברי
מנוע הקיטור הראשון הומצא על ידי תומס סאברי. בעוד שהרבה אנשים מכירים את ג'יימס וואט, תומאס סברי נשכח לעתים קרובות. זה חבל כי הוא היה תורם מרכזי להמצאת מנוע הקיטור. הוא המציא מכונה ששימשה לשאיבת מים מעל פני האדמה.
בשנת 1698, סאברי יצר משאבה מונעת בקיטור לשאיבת מים מבאר בווילטון, קונטיקט. זה היה מכשיר פרימיטיבי, אבל זה עבד. מנוע הקיטור הומצא על ידי תומס סאברי כמשאבה לשאיבת מים מבאר. הנה איך זה עבד. דלי המחובר לקצה צינור ארוך היה מתמלא במים. הדלי היה מחובר למקור מים כמו באר. כדי למשוך מים מהבאר, הדלי יוריד לבאר. אדים מהאש בבאר ישמשו לסובב גלגל המחובר למשאבה. זה מסובב ארכובה שימשוך מים מהבאר. כאשר הארכובה מסתובבת, הדלי יתמלא במים. לאחר מכן הדלי יועלה בחזרה למעלה ויחבר למקור המים. עכשיו המים האלה יתחילו לזרום מהקצה השני של הצינור.
ג'יימס וואט והמצאת מנוע הקיטור הראשון הפועל בשנת 1769
ג'יימס וואט היה מהנדס ואבי התרמודינמיקה המודרנית. הוא לא התעניין רק במנועים. הוא גם היה אחד האנשים הראשונים שהבינו את חשיבות התרמודינמיקה וכיצד ניתן ליישם אותה במנועים.
בשנת 1769 הוא תכנן מנוע חום שהשתמש בתכונות המיוחדות של החום. חום הוא הדבר היחיד שניתן להמיר לכל צורות האנרגיה. הוא עשה זאת על ידי יצירת מערכת שבה חום הפך לעבודה על ידי הזזת בוכנה בתוך גליל. מנוע זה הצליח ליצור אנרגיה מכנית על ידי המרת חום.
העבודה שנעשתה על ידי החום הייתה זהה לעבודה שנעשתה על ידי הקיטור. זו הסיבה שהמנוע שלו יכול היה לסובב גלגל ולדחוף בוכנה.
השינוי של מנוע הקיטור מכוח קיטור לכוח מכני
מנוע הקיטור הפך למקור לעבודה מכנית. זו כבר לא הייתה רק מכונה שיצרה קיטור. זה היה עכשיו מכונה שהשתמשה בקיטור כדי לבצע עבודה. זה היה הצעד הראשון לקראת כוח מכני.
מנועי קיטור הפכו למכונות רב-תכליתיות. במאה ה-19, הם החלו לשמש כגנרטורים. המשמעות היא שהם שימשו להפיכת חום לעבודה מכנית. מנוע הקיטור עבד כמנוע חום.
זה עבד על ידי שימוש בחום מאש כדי לסובב גלגל.
לא רק שזה הפך את החיים לקלים יותר לאנשים שחיו בערים. היו לו גם שימושים רבים אחרים.
בתחילת המאה ה-19, מנועי קיטור שימשו להרבה יישומים. הם שימשו לשאיבת מים מהאדמה, הם הניעו ספינות והם הניעו מפעלים.
מנועי קיטור מודרניים והשימוש העתידי בהם
במהלך השנים חלו שינויים רבים במנוע הקיטור. חלה התקדמות בחומרים, הנדסה ועיצוב.
מנוע הקיטור ממשיך לשמש כמקור לעבודה מכנית. אבל הוא משמש גם בהרבה דרכים אחרות.
הוא משמש להפיכת חום לעבודה מכנית. לאחר מכן ניתן להשתמש בעבודה זו לייצור חשמל. האנרגיה החשמלית מאוחסנת בסוללה ומשמשת אותה כאשר יש צורך בה.