Ohřejte vodu na její bod varu a mění se z kapaliny na plyn nebo vodní páru, kterou známe jako pára. Když se voda stane parou, její objem se zvýší asi 1600krát, tato expanze je plná energie.
Motor je stroj, který přeměňuje energii na mechanickou sílu nebo pohyb, který může otáčet písty a kola. Účelem motoru je poskytovat energii, parní stroj poskytuje mechanickou energii pomocí energie páry.
Parní motory byly první úspěšné motory vynalezené a byly hnací silou za Průmyslová revoluce. Byly použity k pohonu prvních vlaků, lodí, továren a dokonce i auta. A zatímco parní stroje byly v minulosti rozhodně důležité, mají nyní také novou budoucnost v zásobování energií geotermálními zdroji energie.
Jak fungují parní motory
Abychom pochopili základní parní stroj, vezměme si příklad parního stroje nalezeného ve staré parní lokomotivě, jako je ta, která je na obrázku. Základními částmi parního stroje v lokomotivě by byl kotel, šoupátko, válec, zásobník páry, píst a hnací kolo.
V kotelně by byla krbová kamna, do které by bylo naházeno uhlí. Uhlí by se spalovalo při velmi vysoké teplotě a použilo se k ohřevu kotle k ohřátí vody za vzniku vysokotlaké páry. Vysokotlaká pára expanduje a vystupuje z parního potrubí do parní nádrže. Pára je potom ovládána posuvným ventilem, aby se pohybovala do válce pro tlačení pístu. Tlak energie páry tlačící na píst otáčí hnacím kolem v kruhu a vytváří pohyb pro lokomotivu.
Historie parních motorů
Lidé věděli o síle páry po staletí. Řecký inženýr, Hrdina Alexandrie (circa 100 nl), experimentoval s párou a vynalezl aeolipile, první, ale velmi surový parní stroj. Aeolipile byla kovová koule namontovaná na vroucí varné konvici. Pára putovala potrubím do koule. Dvě trubice ve tvaru písmene L na opačných stranách koule uvolňovaly páru, která dala kouli tah, který způsobil její rotaci. Hrdina si však nikdy neuvědomil potenciál aeolipilu a staletí musela projít, než by byl vynalezen praktický parní stroj.
V roce 1698 anglický inženýr, Thomas Savery patentoval první surový parní stroj. Savery použil svůj vynález k odčerpání vody z uhelného dolu. V roce 1712 anglický inženýr a kovář, Thomas Newcomen vynalezl atmosférický parní stroj. Účelem Newcomenova parního stroje bylo také odstranit vodu z dolů. V roce 1765 skotský inženýr, James Watt začal studovat parní stroj Thomase Newcomena a vymyslel vylepšenou verzi. Byl to Wattův motor, který jako první měl rotační pohyb. Design Jamese Watta byl ten, který uspěl a používání parních strojů se stalo rozšířeným.
Parní motory měly hluboký vliv na historii dopravy. Koncem 17. století si vynálezci uvědomili, že parní stroje mohou pohánět lodě a první komerčně úspěšný parník vynalezl George Stephenson. Po roce 1900 začaly benzínové a naftové motory s vnitřním spalováním nahrazovat parní pístové motory. V posledních dvaceti letech se však znovu objevily parní motory.
Parní motory dnes
Může být překvapivé vědět, že 95 procent jaderná energie elektrárny používají parní motory k výrobě energie. Ano, radioaktivní palivové tyče v jaderné elektrárně se používají jako uhlí v parní lokomotivě k vaření vody a vytváření páry. Likvidace vyhořelých radioaktivních palivových tyčí, zranitelnost jaderných elektráren vůči zemětřesení a dalším problémům však ohrožuje veřejnost i životní prostředí.
Geotermální energie je energie vytvářená pomocí páry produkované teplem vycházejícím z roztaveného jádra Země. Geotermální elektrárny jsou relativně zelená technologie. Kaldara Green Energy, norský / islandský výrobce zařízení na výrobu geotermální elektrické energie, byl hlavním inovátorem v této oblasti.
Solární tepelné elektrárny mohou také využívat parní turbíny k výrobě své energie.