Buhar motoru nasıl çalışır ?

 Buhar motoru, ısı enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bir dıştan yanmalı ısı motorudur. Çalışma prensibi, suyun ısıtılarak yüksek basınçlı buhara dönüştürülmesi ve bu buharın bir pistonu veya türbini hareket ettirerek iş yapmasıdır. İşte buhar motorunun temel çalışma adımları:

1. Su Kaynatma ve Buhar Üretimi:

• Bir kazan (boiler) içinde su ısıtılır. Bu ısı genellikle kömür, odun, fuel oil veya doğal gaz gibi bir yakıtın yakılmasıyla elde edilir. Nükleer enerji veya güneş enerjisi gibi farklı ısı kaynakları da kullanılabilir.
• Su kaynama noktasına ulaştığında ve daha fazla ısıtıldığında, yüksek basınçlı buhar oluşur. Kazan, bu yüksek basıncı güvenli bir şekilde muhafaza edecek şekilde tasarlanmıştır.

2. Buharın Silindire İletilmesi:

• Üretilen yüksek basınçlı buhar, valfler aracılığıyla bir veya daha fazla silindire yönlendirilir. Bu valfler, buharın silindire giriş ve çıkış zamanlamasını kontrol eder.

3. Pistonun Hareketi (Pistonlu Buhar Motorları):

• Silindir içinde hareket edebilen bir piston bulunur.
• Yüksek basınçlı buhar, silindire girdiğinde pistonun bir tarafına basınç uygular.
• Bu basınç, pistonu silindir içinde iter. Pistonun bu doğrusal (ileri-geri) hareketi, bir biyel kolu (connecting rod) ve krank mili (crankshaft) mekanizması aracılığıyla döner harekete dönüştürülür. Bu döner hareket, tekerlekleri, makineleri veya jeneratörleri çalıştırmak için kullanılabilir.
• Piston hareket ettikten sonra, kullanılan düşük basınçlı buhar silindirden dışarı atılır veya tekrar ısıtılarak verimliliği artırmak için başka bir aşamada kullanılabilir.

4. Türbinin Dönmesi (Buhar Türbinleri):

• Bazı buhar motorları piston yerine türbin kullanır.
• Yüksek basınçlı buhar, bir dizi hareketli ve sabit kanattan oluşan türbin çarklarına püskürtülür.
• Buharın kinetik enerjisi, türbin çarklarının dönmesine neden olur.
• Bu dönme hareketi doğrudan bir şafta aktarılarak mekanik iş elde edilir. Buhar türbinleri genellikle daha yüksek verimlilik ve güç çıkışı sağlar ve özellikle elektrik üretiminde yaygın olarak kullanılır.

Döngüsel İşlem:

Buhar motorunun çalışması döngüseldir. Temel adımlar tekrar tekrar gerçekleşir: suyun ısıtılması, buhar üretimi, buharın iş yapması ve ardından buharın atılması veya tekrar kullanılması.

Verimlilik Faktörleri:

Buhar motorunun verimliliği, kazan basıncı, buhar sıcaklığı, motor tasarımı ve kullanılan döngü gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Modern buhar türbinleri, eski pistonlu buhar motorlarına göre çok daha yüksek verimlilik seviyelerine ulaşabilir.

Özetle, buhar motoru, suyun buhara dönüştürülerek elde edilen enerjiyi mekanik harekete çeviren güçlü bir makinedir ve Sanayi Devrimi'nin temelini oluşturmuştur. Günümüzde hala elektrik üretiminde önemli bir rol oynamaktadır.