Trem de vapor

Maquina de vapor

Industrial 
steam machine

História da máquina a vapor

História da máquina a vapor

A primeira referência da máquina a vapor é encontrada no período helenístico. Em seguida, falamos sobre experimentos para aproveitar a expansão dos compostos devido à mudança da fase líquida para a fase de gás (vapor): em particular, a célula de Aeolus da garça real. É uma esfera de metal oca cheia de água, com os braços tangentes ao orifício de saída: quando a água é aquecida, vaporiza e o vapor de água que sai dos buracos, girando a própria bola.

Você também deve se lembrar das tentativas de usar o vapor de Leonardo da Vinci com seu carro chamado Architano. Em 1606, os experimentos de Giovanni Battista della Porta conseguiram usá-lo como força motriz. O engenheiro de Salomon de Caus também realizou experimentos com motores a vapor semelhantes aos da Della Porta. Em 1615, Alomon Caus publicou um tratado sobre o seu sistema contendo uma bomba de vapor.

Nos últimos tempos, as primeiras aplicações de vapor podem ser rastreadas até os experimentos de Denis Papin e sua panela de pressão de 1679. Nessa experiência, ele passou a conceber idéias sobre como desenvolver o uso do vapor.

Origem da primeira máquina a vapor

Os experimentos subsequentes ocorreram no início do século 18, especialmente para o bombeamento de água das minas. O bomebo da água foi feito pelo sistema desenvolvido em 1698 por Thomas Savery usando o vácuo criado pela condensação do vapor introduzido em um recipiente. Com este experimento foi possível elevar a água para aproximadamente 10 m de altura. Além disso, graças à invenção do sistema cilindro-pistão (provavelmente devido a Denis Papin), foi possível converter a energia do vapor em movimento mecânico. Desta forma, obteve-se um trabalho mecânico e, portanto, a primeira máquina a vapor.

Primeiras aplicações industriais da máquina a vapor

Newcomen steam engine O primeiro exemplo de aplicação industrial deste conceito é o motor a vapor Newcomen, 1705. A máquina Newcomen era grande, mas não muito poderosa e dispendiosa. Eu só consegui fazer um movimento de ida e volta. Por esta razão, é usado para extrair água de minas.

Inicialmente, a máquina a vapor funcionava a baixa pressão, ou seja, o vapor era usado imediatamente. Tal qual deixou a caldeira para o cilindro. Essas máquinas a vapor eram enormes em comparação com a energia fornecida. Para instalação em veículos autopropulsados, portanto, um design de motor a vapor menor e mais leve era necessário para a mesma potência.

Este problema levou à criação de máquinas a vapor de alta pressão. Nas máquinas a vapor de alta pressão, a pressão se acumula no interior da caldeira em vez de expulsar o vapor de água no cilindro à medida que ocorre. Este objetivo foi alcançado mais tarde, graças à invenção do capacitor externo. No condensador externo, a distribuição das gavetas e do mecanismo da manivela (o que lhe permite criar um movimento de rotação em vez de simplesmente como uma alternativa até então) permitiu passar de aplicações esporádicas a um uso geral no transporte e na indústria Os méritos de tal evento são atribuídos a James Watt em 1765.

A invenção da Watt permitiu reduzir o custo da máquina a vapor, reduzir seu tamanho, reduzir o consumo de energia e aumentar a potência disponível. Do primeiro modelo com 4,4 kW de potência, locomotivas de 0,4 MW passaram em menos de 20 anos.

A máquina a vapor na indústria

A máquina a vapor, permitiu ter um poder maior do que poderia ser obtido com os recursos disponíveis até então. Por exemplo, um cavalo correndo pode produzir 8 kW para distâncias curtas, mas para funcionar um dia não pode produzir mais de 0,7 kW). Essa evolução tem desempenhado um papel fundamental na revolução industrial.

O desenvolvimento da máquina a vapor facilitou a extração e o transporte de carvão. A redução dos custos da exploração do carvão contribui para reduzir os custos do uso da máquina a vapor. A segunda aplicação da máquina a vapor foi para mover o fole em fundições em 1776, enquanto em 1787 também era usado para girar roupas de algodão.

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Última revisão: 14 de novembro de 2017