Steam Engine Puzzle

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Ein Dampfmotor ist ein Wärmemotor, der mechanische Arbeiten mit Dampf als Arbeitsflüssigkeit ausführt.

Die Verwendung von kochendem Wasser zur Erzeugung mechanischer Bewegung reicht über 2000 Jahre zurück, aber frühe Geräte waren nicht praktisch. Der spanische Erfinder Jerónimo de Ayanz y Beaumont patentierte 1606 den ersten Dampfmotor. 1698 patentierte Thomas Savery eine Dampfpumpe, die Dampf in direktem Kontakt mit dem gepumpten Wasser verwendete. Die Dampfpumpe von Savery verwendete Kondensatdampf, um ein Vakuum zu erzeugen und Wasser in eine Kammer zu ziehen, und trieb dann Druckdampf auf, um das Wasser weiter zu pumpen. Thomas Newcomens atmosphärischer Motor war der erste kommerzielle echte Dampfmotor mit einem Kolben und wurde 1712 zum Pumpen in eine Mine verwendet.

1781 patentierte James Watt einen Dampfmotor, der eine kontinuierliche Drehbewegung erzeugte. [1] Watts zehn-Pferdestärke-Motoren ermöglichten es, eine breite Palette von Fertigungsmaschinen anzubieten. Die Motoren könnten überall dort sitzt, wo Wasser und Kohle oder Holzbrennstoff gewonnen werden können. 1883 waren Motoren, die 10.000 PS liefern konnten, machbar. [2] Dampfmaschinen könnten auch auf Fahrzeuge wie Traktionsmotoren und die Eisenbahnlokomotiven angewendet werden. Der stationäre Dampfmotor war eine Schlüsselkomponente der industriellen Revolution, die es Fabriken ermöglichte, dort zu lokalisieren, wo die Wasserkraft nicht verfügbar war.

Dampfmaschinen sind externe Verbrennungsmotoren [3], bei denen die Arbeitsflüssigkeit von den Verbrennungsprodukten getrennt ist. Es können nicht brennende Wärmequellen wie Solarenergie, Kernenergie oder geothermische Energie eingesetzt werden. Der ideale thermodynamische Zyklus, der zur Analyse dieses Prozesses verwendet wird, wird als Rankine -Zyklus bezeichnet. Im Zyklus wird Wasser erhitzt und verwandelt sich in einem Kessel, der mit einem hohen Druck betrieben wird, in Dampf. Wenn sie durch Kolben oder Turbinen erweitert werden, erfolgt die mechanische Arbeit. Der reduzierte Dampf wird dann kondensiert und wieder in den Kessel gepumpt.

Im Allgemeinen kann sich der Begriff Dampfmaschine entweder auf die integrierten Dampfanlagen (einschließlich Kessel usw.) wie Eisenbahndampflokomotiven und tragbare Motoren beziehen oder sich allein auf den Kolben- oder Turbinenmaschinen wie in der Strahlmotor und im stationären Dampfmaschine beziehen. Spezialisierte Geräte wie Dampfhämmer und Dampfstapelfahrer sind auf Dampf abhängig, die von einem separaten Kessel geliefert werden. Dampfmotoren vom Typ Kolben blieben bis zum frühen 20. Jahrhundert die dominierende Stromquelle, als Fortschritte bei der Gestaltung von Elektromotoren und Verbrennungsmotoren allmählich zum Ersatz von Dampfmotoren (Piston) bei der Handelsnutzung und zum Aufstieg der Dampfturbinen bei der Stromerzeugung führten. [4] In Anbetracht der Turbinen -Dampfmaschinen, die die große Mehrheit der weltweiten elektrischen Erzeugung erzeugt, wird das "Dampfzeitalter" mit den Energieniveaus weit über denen der Wende des 19. Jahrhunderts hinaus fortgesetzt.