Ångmotorer, som en gång var drivkraften för industrialiseringen, fungerar baserat på principen att omvandla termisk energi till mekanisk energi genom att expandera ånga. Processen innefattar en rad steg:
1. Steam Generation :
- Ångmaskiner kräver en värmekälla, vanligtvis pannor som drivs med förbränning av kol eller andra bränslen.
- Vattnet inuti pannan värms upp tills det når sin kokpunkt och övergår till ånga.
- Den alstrade ångan är högtrycks- och högtemperatur.
2. Kolv och cylinder :
– Ångmaskinen består av en cylindrisk kammare som kallas cylinder, inom vilken en tättslutande kolv kan röra sig fram och tillbaka.
- Kolven är fäst vid en kolvstång som överför sin rörelse till önskat maskineri.
3. Steam-inträde :
- När kolven är i ena änden av cylindern öppnas en ventil som kallas ångtillförselventilen, vilket gör att högtrycksångan från pannan kan rusa in i cylindern.
4. Kolvrörelse :
- Kraften från den inkommande ångan trycker kolven mot cylinderns andra ände.
– Kolvens rörelse omvandlar ångtrycket till mekaniskt arbete.
5. Ångutmattning :
- När kolven når slutet av sitt slag stängs ånginloppsventilen och ångutloppsventilen öppnas.
– Ångan som fångas inuti cylindern släpps ut, ofta till en kondensor för att återvinna värme.
6. Upprepad cykel :
- Efter uttömning av ånga, flyttar en reverseringsmekanism en glidventil eller ändrar ångflödets riktning, vilket gör att ånga kan komma in på kolvens motsatta sida.
– Processen upprepar sig, med ångan som trycker tillbaka kolven i motsatt riktning.
7. Vev och vev :
- Kolvens fram- och tillbakarörelse omvandlas till roterande rörelse genom en vevstång kopplad till en vevaxel.
- Vevaxeln roterar när kolven rör sig, vilket ger en kontinuerlig kraftkälla som kan driva olika maskiner, såsom hjul, pumpar och fabriksutrustning.
Sammanfattningsvis använder ångmaskiner värme för att generera ånga, som driver en kolv fram och tillbaka i en cylinder. Kolvens rörelse omvandlas till rotationsrörelse genom en vevaxel, vilket producerar mekanisk energi som kan driva ett brett utbud av maskiner och enheter. Tekniska framsteg och uppkomsten av effektivare motorer, särskilt förbränningsmotorer, ledde så småningom till nedgången av ångmotorer i slutet av 1800-talet.
