Màquina de vapor
De Viquipèdia
Una màquina de vapor és un motor de combustió externa que transforma l'energia d'una certa quantitat de vapor d'aigua en treball mecànic.
Taula de continguts |
[edita] Etapes de treball d'una màquina de vapor
[edita] Etapa I
En una caldera es genera vapor mitjançant la crema d'algun combustible (antigament fusta o carbó, actualment petroli i gas natural). El vapor es introduït en el cilindre arrossegant l'èmbol o pistó.
[edita] Etapa II
Portant a terme un mecanisme de biela-manovella, aquest es pot convertir en un moviment de rotació de, per exemple, el rotor d'un generador elèctric.
[edita] Etapa III
Un cop finalitzat les dues etapes, l'èmbol (o pistó) retorna a la seva posició inicial, expulsant el vapor d'aigua. El cicle es controla mitjançant una sèrie de vàlvules d'entrada i de sortida, que regulen la renovació de la càrrega, es a dir, els fluxos del vapor cap i des d'el cilindre.
[edita] Història
No es pot concretar una data exacta per a la creació de la màquina de vapor, igual que tampoc podem associar-la amb un sol creador, ja que l'evolució històrica de la màquina de vapor es molt llarga, i no s'ha creat un prototip de cop, si no que s'ha anat creant lentament i la seva creació ha passat per mans de molts inventors, que poc a poc l'han anat millorant, i l'han anat adaptant a les circumstàncies socials, econòmiques i polítiques de cada període històric. Podem posar la Revolució industrial, segles XVII i XVIII com a un clar exemple de període històric on l'evolució de la màquina de vapor va ser més accelerat. I aquest invent es va començar a utilitzar en la industria, i el transport, substituint al seu pas els tradicionals motors de l'època: l'animal d'arrossegament, el molí o la pròpia força de l'home.
[edita] Rastres històrics
Entre les relíquies de la civilització grega, trobem el primer rastre conegut de la màquina de vapor en el manuscrit d'Heró d'Alexandria titulat Spiritalia seu Pseuneumàtica.
Més tard, el 1825 es descobreix una publicació de 1695 que relatava que en 1543 Blasco de Garay, oficial de la marina espanyola sota el comandament de Carles V, intentà impulsar un vaixell amb rodes de pales mogudes per una màquina de vapor. Si això fos cert, seria la primera evidència clara d'haver portat a la pràctica una màquina de vapor.
El 1601, Giovanni Battista della Porta descriu un aparell per elevar l'aigua per mitjà del foc similar al descrit per Heró però emprant vapor per impulsar el líquid i el 1615 Salomó de Caus descriu un aparell molt semblant per fer funcionar una font.
La primera màquina fou inventada per Eduard Somerset el 1663, i per la seva descripció, fóra molt similar a la font de Claus. Malgrat això, Somerset no disposava del capital suficient com per produir i vendre la seva màquina, i morí en la pobresa. La màquina de Somerset va ser patentada per Thomas Savery el 1698.
A principis del segle XVII tots els elements necessaris de la màquina de vapor ja havien sigut inventats i portats a la pràctica exitosament. Ara només faltava l'enginyer que combinés els coneixements pràctics i teòrics disponibles per crear una màquina que fos capàs d'aprofitar el poder del vapor de forma econòmica i aquest fora Thomas Newcomen, qui, amb al seu ajudant John Calley inventà una nova màquina el 1705 que va denominar màquina de vapor atmosfèrica. James Watt es proposà millorar la màquina de Newcomen, descobrint al llarg dels seus experiments, que el vapor era una reserva de calor molt més elevada que l'aigua i va comprendre que era necessari limitar totes les despeses de calor que es produïen en la màquina de Newcomen, per disminuir el consum de combustible, que era un dels principals problemes d'aquestes màquines. Dels seus experiments en va treure una sèrie de conclusions, que el van portar a realitzar una patent el 1769.
Inicialment els drets de patent eren de James Watt, i de John Roebuck, la persona que financiava els seus experiments. Però després de moltes dificultats econòmiques, Roebuck decidí transmetre els seus drets de patent a Matthew Boulton, que més tard construiria la firma “Boulton & Watt”, que portà a la pràctica aquesta i altres invencions de Watt. La primera màquina amb condensador es construí el 1774 a Kinneil, prop de Boroughstoness. Aquesta dada es presa per molts historiadors com l'any de la invenció de la màquina de vapor.
