5 Jenis Mesin Uap Utama

Berbeda jenis mesin uap telah mengalami banyak perubahan sepanjang sejarah dan terus menerus teknologi telah memungkinkan ini untuk berkembang dengan cara yang luar biasa.

Pada dasarnya, mereka adalah mesin pembakaran eksternal yang mengubah energi termal uap air menjadi energi mekanik.

Mereka telah digunakan untuk menggerakkan pompa, lokomotif, kapal dan traktor, yang pada saat itu penting untuk Revolusi Industri. Saat ini mereka digunakan untuk pembangkit tenaga listrik menggunakan turbin uap.

Mesin uap terdiri dari boiler yang digunakan untuk merebus air dan menghasilkan uap. Uap mengembang dan mendorong piston atau turbin, yang gerakannya berfungsi memutar roda atau menggerakkan mesin lain.

Mesin uap pertama dirancang oleh Heron dari Alexandria pada abad pertama dan disebut eolipil.

Itu terdiri dari bola berongga yang terhubung ke boiler yang terpasang dua tabung melengkung. Bola diisi dengan air yang mendidih, menyebabkan uap dikeluarkan dari tabung dengan kecepatan tinggi, memutar bola.

Meskipun eolipile tidak memiliki tujuan praktis, itu tidak diragukan lagi merupakan penerapan uap pertama sebagai sumber tenaga penggerak..

Namun, sebagian besar sistem yang menggunakan uap dapat dibagi menjadi dua jenis: mesin piston dan turbin uap. 

Jenis utama mesin uap

1- mesin pendorong

Mesin piston menggunakan uap bertekanan. Melalui piston kerja ganda, uap bertekanan masuk secara bergantian di setiap sisi sementara di sisi lain dilepaskan atau dikirim ke kondensor.

Energi diserap oleh slide bar tertutup terhadap keluarnya uap. Batang ini, pada gilirannya, menggerakkan batang penghubung yang terhubung ke engkol untuk mengubah gerakan bolak-balik menjadi gerakan putar..

Selain itu, engkol lain digunakan untuk menggerakkan gigi katup, biasanya melalui mekanisme yang memungkinkan pembalikan gerakan putar.

Ketika sepasang piston kerja ganda digunakan, kemajuan engkol diimbangi oleh 90 derajat. Ini memastikan bahwa mesin akan selalu bekerja, tidak peduli apa posisi engkol.

2- Beberapa motor ekspansi

Jenis lain dari mesin uap menggunakan beberapa silinder aksi tunggal yang meningkatkan diameter dan gerakannya secara progresif.

Steam tekanan tinggi dari boiler digunakan untuk menggerakkan piston pertama dengan diameter lebih kecil ke bawah.

Dalam gerakan ke atas, uap yang diperluas sebagian didorong ke dalam silinder kedua yang memulai gerakan ke bawahnya.

Ini menghasilkan ekspansi tambahan dari tekanan relatif tinggi yang dilepaskan di ruang pertama.

Juga, ruang antara dilepaskan ke ruang akhir, yang pada gilirannya dilepaskan ke kondensor. Modifikasi jenis mesin ini menggabungkan dua piston yang lebih kecil di ruang terakhir.

Pengembangan jenis mesin ini penting untuk digunakan dalam bejana uap, karena kondensor, ketika memulihkan sedikit tenaga, mengubah uap kembali menjadi air untuk digunakan kembali dalam ketel.

Mesin uap terestrial dapat menghabiskan banyak uapnya dan diisi dengan menara air tawar, tetapi di laut ini tidak mungkin.

Sebelum dan selama Perang Dunia II, mesin ekspansi digunakan pada kendaraan laut yang tidak perlu melaju dengan kecepatan tinggi. Namun, ketika kecepatan lebih dibutuhkan, itu digantikan oleh turbin uap.

3 - aliran seragam motor uniflow

Jenis lain dari mesin piston adalah motor aliran uniflow atau seragam. Mesin jenis ini menggunakan uap yang hanya mengalir satu arah di setiap setengah silinder.

Efisiensi termal dicapai dengan memiliki gradien suhu di sepanjang silinder. Uap selalu masuk melalui ujung panas silinder dan keluar melalui lubang di tengah pendingin.

Ini menghasilkan pengurangan relatif pemanasan dan pendinginan dinding silinder.

Pada engine uniflow, steam inlet biasanya dikontrol oleh shank valves (yang bekerja sama dengan yang digunakan pada internal combustion engine) yang digerakkan oleh camshaft.

Katup saluran masuk terbuka untuk menerima uap saat volume ekspansi minimum tercapai pada awal gerakan.

Pada saat tertentu kembalinya engkol, uap masuk dan lubang masuk ditutup, memungkinkan ekspansi uap terus menerus, menggerakkan piston.

Pada akhir gerakan, piston akan menemukan cincin lubang pembuangan di sekitar pusat silinder.

Lubang-lubang ini terhubung ke kondensor, menurunkan tekanan di ruang menyebabkan pelepasan cepat. Rotasi engkol yang terus menerus adalah yang menggerakkan piston.

4- Turbin uap

Turbin uap bertenaga tinggi menggunakan serangkaian cakram berputar yang berisi sejenis baling-baling jenis baling-baling di tepi luarnya.

Cakram atau rotor seluler ini bergantian dengan cincin atau stasioner stasioner, dipasang pada struktur turbin untuk mengarahkan aliran uap.

Karena kecepatan operasi yang tinggi, turbin tersebut biasanya terhubung ke roda gigi reduksi untuk menggerakkan mekanisme lain seperti baling-baling kapal..

Turbin uap lebih tahan lama dan membutuhkan perawatan lebih sedikit dibandingkan mesin piston. Mereka juga menghasilkan gaya rotasi yang lebih lembut pada poros output mereka, yang berkontribusi pada persyaratan perawatan yang lebih rendah dan lebih sedikit keausan.

Penggunaan utama turbin uap adalah di stasiun pembangkit listrik di mana kecepatan tinggi operasi mereka adalah keuntungan dan volume relatif mereka tidak merugikan.

Mereka juga digunakan dalam aplikasi kelautan, meningkatkan kapal besar dan kapal selam. Hampir semua pembangkit listrik tenaga nuklir menghasilkan listrik dengan memanaskan air dan memberi makan turbin uap.

5- Mesin penggerak

Ada mesin penggerak bawah air yang menggunakan uap tekanan tinggi untuk menarik air melalui soket di bagian depan dan mengeluarkannya dengan kecepatan tinggi melalui bagian belakang.

Ketika uap mengembun di dalam air, gelombang kejut tercipta yang mengeluarkan air dari belakang.

Untuk meningkatkan efisiensi mesin, mesin mengalirkan udara melalui lubang di depan steam steam, yang menciptakan gelembung udara dan mengubah cara steam bercampur dengan air..

Referensi

1. Marshall Brain (2017). "Bagaimana Mesin Steam Bekerja". Diperoleh pada 14 Juni 2017 di science.howstuffworks.com.
2. New World Encyclopedia (2015). "Mesin uap". Diperoleh pada 14 Juni 2017 di newworldencyclopedia.org.
3. SOS Children (2008-2009). "Mesin uap". Diperoleh pada 14 Juni 2017 di cs.mcgill.ca.
4. Woodford, Chris (2017). "Mesin uap" Diperoleh pada 14 Juni 2017 di menjelaskanthatstuff.com.