Kayıtlar
Buhar makinesi
Vikipedi, özgür ansiklopedi
Bir buhar makinesi basınç altında buhar üretmek için suyu kaynatacak bir kazana ihtiyaç duyar. Herhangi bir ısı kaynağı kullanılabilir, fakat genelde odun, kömür veya petrol türevi yakıtların yakılmasından elde edilen ateş kullanılır. [1]
Çalışma prensibi olarak, ısı enerjisini alan su buharlaşarak genişler ve bir odacığa alınır, odacık soğutulduğunda sıvı hale geçen buhar vakum yaratır böylece mekanizmaların hareket alması ile mekanik enerjiye yani işe dönüşür.
Konu başlıkları[gizle] |
İlk örnek [değiştir]
Buhar gücünün ilk faydalı uygulaması [değiştir]
Buhar gücünün Heron tarafından uygulamasından sonra 1679 yılında ilk faydalı uygulama Fransız fizikçi Denis Papin ‘den (1647-1712) geldi. İçinde suyun kaynadığı ve biriken buharın suyun kaynama noktasını yükselttiği sıkıca kapanan bir kapağı olan düdüklü tencere icat edilmişti. Papin’in dikkat ettiği şey daha yüksek ısıda kemikler yumuşuyor ve et daha çabuk pişiyordu. Tencereye buhar basıncının çok yükselmesine karşın bir de güvenlik vanası eklenmişti.Buhar makineleri [değiştir]
Savery makinesi [değiştir]
1698 yılında, İngiliz mühendis Thomas Savery (1650-1715), ilk ticari olarak satılan buhar makinesini yapmıştır. Bu makine maden ocağından suyu dışarı atmak amacıyla kullanılmıştır. Madencinin Arkadaşı olarak tanınmaktaydı.Çalışma prensibi ise, buhar kazanından gelen buhar odacığa dolar. Odacık buhar ile doluyken üzerine soğuk su döküldüğünde suya donüşen buhar vakum yaratır böylece odacıktaki su seviyesi yükselir. Vana yardımıyla odaya buhar dolduğunda iş yapılmış olur yani madenden su çekilmiş olur. Bu makinede vanalar insan gücüyle sırayla kapatılıp açılması gerekmektedir.
Yüksek basınçla çalıştığından o günün teknolojisine göre bu tip bir buharı güvenli biçimde kullanacak düzeyde değildi. Ayrıca gerekli buharı oluşturmak için suyu ısıtmada çok fazla yakıt gerekliydi. Bu tip makinaların öncülü olan Savery’nin makinası verimi düşük olduğundan fazla kullanılmadı fakat kendinden sonra gelen makinalar için temel teşkil etti. [2]
Makinenin çalışma şeması
Newcomen makinesi [değiştir]
- Ana madde: Newcomen buhar makinesi
Newcomen makinesinin şematik gösterimi
-Buhar; pembe, su; mavi ile gösterilmiştir.
-Açık vanalar yeşil, kapalı olanlar kırmızıdır.
-Buhar; pembe, su; mavi ile gösterilmiştir.
-Açık vanalar yeşil, kapalı olanlar kırmızıdır.
Watt makinesi [değiştir]
1764 yılında bozulan Newcomen makinalarından biri onarılması için İskoçyalı mühendis James Watt'a verildi. [3] Makinayı onaran watt aynı zamanda randımanı düşük bu makineyi geliştirmek de istedi. Arkadaşı İskoç kimyacı Joseph Black'tan gizli ısıyı [4] öğrenmiş olan Watt aynı odayı sürekli ısıtıp soğutmanın ne kadar israflı bir şey olduğunu anladı ve aklına iki oda yapmak fikri geldi. Biri sürekli sıcak, diğeri de sürekli soğuk tutulacaktı. Buhar işini yaparken sıcak odada bulunacaktı ve su haline getirilmesi gerektiğinde supaplar sistemiyle soğuk odaya alınacaktı.Watt 1781 yılına gelindiğinde makinasını iyice geliştirmiş ve pistonun ileri geri hareketini ustalıkla bir tekerleğin dönme hareketine çeviren mekanik aletleride icat etmişti. Watt'ın makine tarihi ve makine mühendisliğine katkıları çok büyük önem taşır.
Buhar türbinleri [değiştir]
1884 yılında İngiliz mühendis Charles Algernon Parsons (1854-1931) ilk başarılı buhar türbinini yapmıştır. [5] Bu sayede yüksek hızlı gemi yapımı kolaylaşmış. Jeneratörlerin de kullanılması kolaylaşmıştır.Buhar makinasının verimi [değiştir]
James Watt’ın geliştirmesine rağmen buhar makinalarının verimi halen %7 civarında idi kalan %93 boşa giden ısı olarak kayboluyordu.Buhar makinasının verimini inceleyen ilk kişi Fransız fizikçi Nicolas Leonard Sadi Carnot’tur (1796-1832) 1824 yılında yayımladığı Ateşin Tahrik Kuvveti Üzerine isimli kitabında buhar makinasının maksimum veriminin en sıcak halindeki buhar ile en soğuk halindeki suyun sıcaklığı arasındaki farka bağlı olduğunu gösterdi. Carnot ısı ve işin birbirlerine dönüşmesi yolunu ilk olarak ele alan kişi olduğundan Termodinamik biliminin kurucusu kabul edilmektedir.
Buharlı ulaşım araçları [değiştir]
Buharlı gemiler [değiştir]
1787 yılına kadar buharlı motorlar sadece su pompalarını ve tekstil makinalarını çalıştırmak için kullanılmıştı. 22 Ağustos 1787 yılında ise Amerikalı mucit John Fitch (1743-1798) ilk vapuru Delaware Nehri’ne indirmiştir.[6] Bir süre Philaderphia ile Trenton arasında düzenli vapur yolculuğu yapılmasını sağlamıştır.Fakat Fitch ticari anlamda başarı kazanamamıştır. 1807 yılına gelindiğinde ise yine Amerikalı mucit olan Robert Fulton saatte 8 km hızla giden adını Clermont koyduğu kırk metre uzunluğundaki vapurları Hudson Nehri’nde işletmeye başladı. [7] Bu sefer Fitch’in tersine ticari başarı kazanıldığından Fulton vapuların mucidi kabul edilmektedir. 1809 yılında ise Moses Rogers komutası altındaki Phoenix okyonusa açılan ilk buharlı vapur oldu. [8]1811 yılında Mississippi Nehri üzerinde işleyen ilk gemi New Orleans faaliyete geçti. [9]Okyanusu aşan ilk gemi ise 1819 yılında Georgia Savannah’tan İngiltere’deki Liverpool’a beşbuçuk haftada ulaşan Savannah isimli gemi oldu. Yolculuğun büyük kısmı yelkenlerin açılması ile bitirildiğinden aslında buharlı gemi sayılmazdı. [10]
1827 yılında Türbinlerin ve gemi pervanesinin keşfedilmesi sonucu , pervanenin yan çarktan daha etkili olduğu anlaşıldı ve gemi teknolojisi hızla gelişti [11]
Buharlı Lokomotifler [değiştir]
1825 yılına gelindiğinde ise İngiliz mucit George Stephenson geliştirilmiş buharlı motorlardan faydalanarak ilk buharlı lokomotif denebilecek ve adına Rocket dediği aracı yaptı.
Buharlı otomobil [değiştir]
Bilinen ilk örnek Fransız mühendis Nicolas Joseph Cugnot tarafından yapılan Fardier’dir. Nicholas Joseph Cugnot küçük ölçekte yaptığı iki kazanlı Newcomen makinesini üç tekerlekli bir arabaya yükleyerek 1769 yılında deneme yapmıştır. Fakat buharlaşma yoluyla azalan kazan suyunu yenileyecek bir sistem olmadığından araç 15 dakikada bir durmak ve su ikmali yapıp suyun kaynamasını beklemek gerekmekteydi.Buhar makinesi tipleri [değiştir]
Buhar makineleri iki ana başlıkta sınıflandırılabilir.- 1 ) Teknoloji kullanımına göre
- 1.1) Pistonlu buhar makinaları
- 1.2) Türbinli buhar makinaları
- 2) Uygulama alanlarına göre
- 2.1) Durağan (Sabit) buhar makineleri
- 2.1.1) Sarımlı,dönen milli motorlar ve frekanslı olarak duran ve tersine hareket edebilen basit uygulamalar.
- 2.1.2) Nadiren duran ve tersine hareket ihtiyacı olmayan güç sağlayan motorlar.(Tüm termal güç istasyonları, değirmenler, fabrikalar.)
- 2.2) Araç Motorları
- 2.2.1) Buharlı bot ve gemiler
- 2.2.2) Buharlı lokomotif
- 2.2.3) Buharlı otomobil
- 2.2.4) Buharlı iş makineleri
- 2.2.4.1) Buharlı yol silindiri
- 2.2.4.2) Buharlı traktör
Bağlantılar [değiştir]
Wikimedia Commons'ta
Buhar makinesi ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunur.
Kaynaklar [değiştir]
- ^ Bununla beraber ateş elde etmek için yakıt olarak tarih boyunca şu maddelerde kullanılmıştır: Kağıt, çöp, atık yağ, doğal gaz, benzin, mazot, gübre, kuru gres, kuru ot, vb.
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi , Isaac Asimov , İmge Kitapevi, sayfa 177
- ^ Temel Britanica, Ana Yayıncılık 92 baskısı, Cilt:4 sayfa :48
- ^ Donmuş bir maddenin erimesi veya bir sıvının buharlaşması için gereken ısı miktarı
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi , Isaac Asımov , İmge Kitapevi, sayfa 396
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi , Isaac Asımov , İmge Kitapevi, sayfa 233
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitapevi, sayfa 258
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitapevi, sayfa 264
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitapevi, sayfa 264
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi , Isaac Asımov , İmge Kitapevi, sayfa 273
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitapevi, sayfa 286
- ^ Büyük Buluşlar, Ian Harrison, Doğuş Grubu İletişim ve Yayıncılık, sayfa 86-87
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder