Motorul cu abur

Motorul cu abur este un 

motor termic cu ardere externă,

care transformă energia termică a 

aburului în lucru mecanic. Aburul

sub presiune este produs într-un 

generator de abur prin fierbere si

se destinde într-un agregat cu 

cilindri, în care expansiunea

aburului produce lucru mecanic

prin deplasarea liniară a unui 

piston, miscare care de cele mai

multe ori este transformată în

miscare de rotatie cu ajutorul unui

mecanism bielă-manivelă. Căldura

necesară producerii aburului se

obtine din arderea unui combustibil

 sau prin fisiune nucleară.

Motorul cu aburMotoarele cu abur au dominat industria si mijloacele de transport din timpul Revolutiei industriale până în

prima parte a secolului al XX-lea, fiind utilizate la actionarea locomotivelor, vapoarelor, pompelor, generatoarelor electrice, 

masinilor din fabrici, utilajelor pentru constructii (excavatoare) si a altor utilaje. A fost înlocuit în majoritatea acestor aplicatii de motorul cu ardere internă si de cel electric.

Istoria motorului cu abur

Prima mașină cu aburi a fost

inventată în secolul I e.n. de

către inginerul grec 

Heron din Alexandria. O sferă

 goală pe dinăuntru era

pivotată pe două tuburi prin

care trecea aburul dintr-un mic

fierbător. Aburul umplea sfera

și ieșea prin țevi dispuse în

părți opuse ale acesteia.

Jeturile de abur care țîșneau

determinau sfera să se

rotească. Totuși, în ciuda

faptului că era o invenție

interesantă, mașina nu servea

unui scop util.

Primul om care a avut ideea de a transforma pompa cu piston în mașină termică, a fost francezul Denis Papin în anul 1679. Din păcate nu a putut să o pună în practică din lipsă de fonduri. El a murit în sărăcie, în 1714.Primul motor cu abur a fost proiectat în 1698 de Thomas Savery, un inginer englez. Acest motor era conceput să pompeze apa din mine, dar singura lui întrebuințare a fost să pompeze apa în casele înalte din Londra.

Primul motor performant

a fost construit în 1712

 de inginerul Thomas

Newcomen, din Cornwall

. Acest motor avea un

braț mare care pompa

apa cu o frecvență de 16

mișcări de du-te-vino pe

minut. În 1776, 

James Watt, un

constructor scoțian de

mecanisme, a adus

înbunătățiri motorului lui

Newcomen.

Nicolas Cugnot a fost primul care, în 1769, a folosit motorul cu abur la un vehicul. Acest vehicul putea transporta 4 persoane, dar a fost folosit la transportul armamentului greu. Viteza maximă care a fost atinsă cu acest vehicul a fost de 5 km/h.

La mașina sa inventată în 1769, aburul trecea într-o cameră separată pentru condensare. Deoarece cilindrul nu era încalzit și răcit alternativ, pirderile de căldură ale mașinii erau relativ scăzute. De asemenea, mașina lui Watt era mai rapidă. Aceste soluții și diversele îmbunătățiri concepute de Watt au făcut ca mașina cu aburi să poată fi folosită într-o gamă largă de aplicații.

Masina lui Watt

În perioada victoriana, locomotive cu abur puternice revoluționaseră deja călătoria pe uscat. Mașinile cu abur au făcut posibile și tipărirea ziarelor, torsul și țesutul textilelor și acționarea mașinilor de spălat în „spălătoriile cu aburi”. Mașinile cu abur puneau în mișcare caruselele, iar unii fermieri foloseau energia aburului pentru a ara pămîntul. Antreprenorii de curățătorii aveau aspiratoare cu abur, și la cele mai bune frizerii din orașe existau chiar și perii pentru masarea capului acționate cu abur.

Deși timpul motorului cu abur a trecut de

mult, se pare că o renaștere al acestuia

nu este exclusă.

La însărcinarea firmei Volkswagen AG, la

sfârșitul anilor 90, firmă IAV GmbH a

dezvoltat un astfel de „motor cu abur”

modern. Arderea externă produce gaze

de ardere cu toxicitate extrem de

scăzută. Aburul este introdus în

cantitatea necesară prin injectoare

similare cu cele ale motorului Diesel. La

sfîrșitul anului 2000 firmă Enginion a

dezvoltat prototipul „SteamCell”[1] cu ZEE

(engleză Zero Emission Engine -

„emisiune zero”). Aceast motor lucrează

în doi timpi, fără lubrefianți, părțile

componente fiind fabricate dintr-un

material superior pe bază de carbon.[2]

Invenţiile tehnice de la sfârąitul secolului al XVIII-lea au apărut mai ales din necesitatea unei mai bune organizări a activităţii productive din diferite domenii ale economiei. Anglia, cea mai dezvoltată ţară a epocii, a fost spaţiul în care descoperirile tehnice au fost aplicate pentru prima dată în practică, determinând un avânt fără precedent al industriei. Prima ramură economică în care au fost aplicate noile invenţii a fost industria textilă manufacturieră engleză. Suveica zburătoare a lui John Kay, maąina hidraulică de tors a lui Arkwright, războiului de ţesut mecanic inventat de Cartwright au permis sporirea ąi diversificarea producţiei

Motorul cu aburi si revolutia transporturilor

Folosirea motorului perfecţionat al lui James Watt

a determinat declanąarea primei etape a

revoluţiei industriale, cea bazată pe

forţa aburilor. S-a trecut la producerea

de utilaje specifice diferitelor ramuri

industriale (în minerit, metalurgie,

construcţii navale etc.). Treptat, locul

manufacturilor a fost preluat de fabrici.

Una dintre principalele aplicaţii ale

motorului cu aburi a fost reprezentată

de locomotiva cu aburi, care a stat la

baza apariţiei transportului pe căile

ferate.

Iniţial, locomotiva cu aburi a fost considerată utilă în industria minieră. Tram Engine a fost prima construcţie de acst tip, destinată circulaţiei pe drumuri ąi nu pe căi ferate cu destinaţie specială. A fost construită de inginerul Richard Trevitchik în 1803-1804. Locomotiva Catch Me Who Can, construită de acelaţi inginer, pentru transportul pe o ąină circulară, a reuąit, în 1808, să atingă viteza-record de 20 km/oră

Prima cale ferată industrială pentru transportul cu aburi a fost construită în Anglia în 1812, air George Stephenson a construit prima locomotivă cu aburi propriu-zisă, pentru transportul pe căi ferate. În 1825, la inaugurarea căii ferate StoktonDarlington, locomotiva condusă de Pagina 18Stephenson, Locomotion Nr 1, a atins viteza de 19 km/oră, transportând 450 de pasageri. Locomotiva lui Stephenson, The Rocket, cu o viteză de 47 km/oră, a inaugurat calea ferată LiverpoolManchester (prima cale ferată propriuzisă) în 1830 ąi, odată cu aceasta, un mijloc de transport revoluţionar pentru epoca sa.

Căile ferate s-au răspândit apoi în Europa si în SUA, în statele capabile să susţină financiar construirea lor. Totodată, trenul ca mijloc de transport a stârnit vii controverse, o admiraţie fără margini la unii, o ostilitate evidentă la alţii, a devenit subiect de conversaţie, de opere de artă ąi de literature.

Motorul cu abur, azi

Deși timpul motorului cu abur a trecut de mult, se pare că o renaștere al acestuia nu este exclusă.La însărcinarea firmei Volkswagen AG, la sfârșitul anilor 90, firmă IAV GmbH a dezvoltat un astfel de „motor cu abur” modern. Arderea externă produce gaze de ardere cu toxicitate extrem de scăzută. Aburul este introdus în cantitatea necesară prin injectoare similare cu cele ale motorului Diesel. La sfîrșitul anului 2000 firmă Enginion a dezvoltat prototipul „SteamCell” cu ZEE (engleză Zero Emission Engine - „emisiune zero”). Aceast motor lucrează în doi timpi, fără lubrefianți, părțile componente fiind fabricate dintr-un material superior pe bază de carbon.

Locomotivele cu abur moderne

Blücher, locomotiva construită de George Stephenson în 1814George Stephenson (1781 - 1848) realizează în 1814 locomotiva Blücher cu simplă aderență ale cărei prime probe au fost efectuate în acelasi an, la 25 iulie. Locomotiva era asemănătoare celor utilizate de Blenkinshop, însă fără cremalieră. La 27 iulie 1814, Blücher remorchează pe o distanță de 6 km, un tonaj de 30 tf. La 6 martie 1815, G. Stephenson și Ralph Dodds (1792 - 1874) pun in circulație, pe liniile minei Killingworth, o a doua locomotivă la care transmisia prin angrenaje era înlocuită cu o transmisie prin lanț. Un an mai târziu, în 1816, G. Stephenson și William Losch (1770 - 1861) au brevetat o locomotivă al cărei cazan se sprijinea pe resoarte cu abur. Astfel de locomotive au fost utilizate în mai multe mine engleze.

George Stephenson este considerat inventatorul primei locomotive cu abur, în accepția actuală, adica destinată numai căilor ferate și nu altor tipuri de drumuri.

Componenta grupei:

•Ghioca Georgiana• Matei Rares

• Melcioiu Laura• Mircea Monica

• Neagu Anda

Prof. Coord.:Roman Octavian

Cls. a XI-a D