Zagrijte vodu do svoje vrelište i mijenja se od tekućine da bi postala plin ili vodena para koju znamo kao paru. Kad voda postane pare, njen volumen se povećava oko 1600 puta, to širenje je puno energije.
Motor je stroj koji energiju pretvara u mehaničku silu ili gibanje koji može okrenuti klipove i kotače. Svrha motora je osigurati snagu, parni stroj osigurava mehaničku snagu koristeći energiju pare.
Parni motori su prvi uspješni motori koji su izumljeni i bili su pokretačka snaga iza Industrijska revolucija. Oni su korišteni za napajanje prvih vlakova, brodova, tvornica i čak i automobili. I dok su parni strojevi u prošlosti definitivno bili važni, oni sada imaju novu budućnost u opskrbi s nama geotermalnim izvorima energije.
Kako rade parni motori
Da bismo razumjeli osnovni parni stroj, uzmimo primjer parnog stroja koji se nalazi u staroj parnoj lokomotivi poput onoga prikazanog. Osnovni dijelovi parnog stroja u lokomotivi bili bi kotao, klizni ventil, cilindar, rezervoar za paru, klip i pogonski kotač.
U bojleru bi se nalazila ložište u koju bi se ubacio ugljen. Ugljen bi se održavao izgaranjem na vrlo visokoj temperaturi i koristio se za zagrijavanje kotla u kotlu za proizvodnju vode pod visokim tlakom. Visokotlačna para širi se i izlazi iz kotla preko parnih cijevi u spremnik pare. Para se zatim kontrolira kliznim ventilom za pomicanje u cilindar za guranje klipa. Pritisak energije pare koji gura klip okreće pogonski kotač u krug, stvarajući pokret za lokomotivu.
Povijest parnih motora
Ljudi su stoljećima bili svjesni snage pare. Grčki inženjer, Heroj Aleksandrije (oko 100 AD), eksperimentirao s parom i izumio aeolipile, prvi, ali vrlo sirov parni stroj. Aeolipile je bila metalna kugla postavljena na kotlić s kipućom vodom. Para je putovala cijevima u sferu. Dvije cijevi u obliku slova L na suprotnim stranama sfere oslobađale su paru, što je davalo potisak sferi zbog koje se ona okretala. Međutim, Hero nikada nije shvatio potencijal aeolipila i trebala su proći stoljeća prije nego što se izmisli praktični parni stroj.
1698. engleski inženjer, Thomas Savery patentirao prvi sirovi parni stroj. Savery je svoj izum iskoristio za crpljenje vode iz rudnika ugljena. 1712. engleski inženjer i kovač, Thomas Newcomen izumio atmosferski parni stroj. Svrha Newcomenovog parnog stroja bila je i uklanjanje vode iz rudnika. 1765. škotski inženjer, James Watt počeo proučavati parni stroj Thomas Newcomen i izumio poboljšanu verziju. Watt-ov motor bio je prvi koji je imao rotacijsko gibanje. James Watt dizajn je bio taj koji je uspio, a upotreba parnih motora postala je raširena.
Parni motori 'snažno su utjecali na povijest prijevoza. Krajem 1700-ih izumitelji su shvatili da parni strojevi mogu pokretati brodove, a prvi komercijalno uspješan parobrod izumio je George Stephenson. Nakon 1900. godine, benzinski i dizelski motori s unutrašnjim sagorijevanjem započeli su zamjenu parnih klipnih motora. Međutim, parni se motori ponovno pojavili u posljednjih dvadeset godina.
Danas parni motori
Možda će biti iznenađujuće znati da je 95 posto nuklearna elektrana postrojenja koriste parne motore za proizvodnju energije. Da, šipke radioaktivnog goriva u nuklearnoj elektrani koriste se baš poput ugljena u parnoj lokomotivi za kuhanje vode i stvaranje energije pare. Međutim, zbrinjavanje štapova izrabljenog radioaktivnog goriva, ranjivost nuklearnih elektrana na zemljotres i druga pitanja ostavljaju javnost i okoliš u velikoj opasnosti.
Geotermalna energija je snaga koja se stvara pomoću pare proizvedene toplinom koja proizlazi iz rastaljenog jezgra zemlje. Geotermalne elektrane su relativno zelena tehnologija. Kaldara Green Energy, norveški / islandski proizvođač opreme za proizvodnju geotermalne električne energije, bio je glavni inovator u tom području.
Solarne termoelektrane mogu koristiti i parne turbine za proizvodnju svoje snage.