Yakma motorları, gaz türbinleri ve nükleer reaktörler tarafından tahrik edilen bir dünyada, buhar motoru geçmişin kalıntısı gibi görünebilir. Ancak bu oyun değiştiren buluş olmadan, modern dünya çok farklı bir yer olurdu.
Sanayi Devrimi'nin en önemli gelişmesi, buhar motoru, madencilik, üretim, tarım ve ulaştırma alanlarında büyük ilerlemeler sağladı. Buhar makinesini geliştirmek ve geliştirmek için 18. ve 19. yüzyılın saygın isimleri kabul edilirken, buharla çalışan makinelerin tarihi, Sanayi Devrimi'nden yaklaşık 2.000 yıl öncesine dayanıyor.
İlk yüzyılın başlarında A.D., İskenderiye Kahraman adlı bir Yunan mucidi dünyanın ilk aeolipile veya ilkel buhar türbini tasarladı. Heron aeolipile, bir çift tüp üzerine monte edilmiş içi boş bir küreden oluşuyordu. Aşağıdan ateşle ısıtılan tüpler, kürenin ekvatorundan çıkan başka bir tüp dizisinden salındığı küreye buhar taşıdı. Buharın bu tertibattan hareketi, kürenin dönmesini sağlayarak, bir itme aracı olarak buharı kullanma potansiyelini ortaya çıkarmıştır.
Hero'nun aeolipile, üretim hızlandırmak için bir araç değil, bir yenilik olarak yaratılırken, yine de buharı dönme hareketine dönüştüren ilk bilinen cihazdır. Ama 17. yüzyıla kadar, Heron'un aeolipile'nin pratik amaçlar için sergilediği gücü kullanmak için girişimlerde bulunuldu.
İlk pratik buharlı motorlar, çok özel bir problemi çözmek için geliştirildi: su basmış mayınlardan suyun nasıl çıkarılacağı. 17. asır Avrupalılar oduntan kömürü ana yakıt kaynağı olarak değiştirdikçe, madenler derinleşti ve sonuç olarak yeraltı su kaynaklarına nüfuz ettikten sonra su baskınına uğradı.
Jerónimo de Ayanz isminde bir İspanyol maden yöneticisinin, su altındaki mayın sorununu çözen ilk kişi olduğu düşünülmektedir. 1606'da, de Ayanz madenleri su itmek için buhar gücü kullanan bir makinenin ilk patentini kaydetti. Dünyanın ilk iklimlendirme sistemlerinden birinin icat edilmesiyle de tanınan İspanyol mucit - buhar makinesini Guadalcanal, Sevilla'daki gümüş madenlerinden çıkarmak için kullandı.
İspanyol, madencilikte kullanılmak üzere buharla çalışan bir makineyi ilk kez patentlemiş olsa da, bir İngiliz, genellikle ilk buhar motorunu icat ederek kredilendirilir. Bir mühendis ve mucit olan Thomas Savery, 1698 yılında, su baskınlı mayından gelen suyu etkili bir şekilde buhar basıncı kullanarak çekebilen bir makineyi patentlemiştir. Savery, düdüklü tencere icat eden Fransız doğumlu bir İngiliz fizikçi olan Denis Papin tarafından ortaya konan ilkeleri kullandı. Papin'in bir silindir ve pistonlu buhar motorunu çevreleyen fikirleri daha önce bir çalışma motoru inşa etmek için kullanılmamıştı, ancak 1705'te, Savery Papin'in fikirlerini kullanışlı bir icat haline getirmişti.
İki buhar kazanını kullanan Savery, madenlerden su pompalamak için neredeyse sürekli bir sistem geliştirdi. Ancak Savery sisteminin ilk başarısına rağmen, kısa bir süre sonra, motorunun sadece sığ derinliklerden su çekebileceğini, buhar makinelerinin derin madenlerde işlev görmesi gerektiğinde üstesinden gelinmesi gereken bir problem olduğunu keşfettiler.
Neyse ki Avrupalı maden sahipleri için, bir başka İngiliz, Thomas Newcomen, madenlerden su pompalamak için daha iyi bir yol geliştirdi. Onun sistemi, birikmiş buhar basıncına olan ihtiyacı ortadan kaldıran yeniden tasarlanmış bir buhar motoru kullanmıştır - Savery'in sisteminde bir çok talihsiz patlamaya neden olan bir kusur. Newcomen'in "atmosferik" motoru - yani adlandırılan buhar basıncının seviyesi atmosferik basınca yaklaştığı için - bir su pompasını çalıştırmak için buhar kullanan ilk ticari olarak başarılı makineydi.
Savery'in buhar makinesini ilk kez görüntülemesinde bir gelişme olmasına rağmen, Newcomen'in atmosferik motoru da kusurlarına sahipti. Makine son derece verimsizdi ve silindiri tekrar ısıtmak için sürekli bir enerji kaynağının yanı sıra, tüm önemli buhar silindirini (buhar basıncının harekete dönüştürüldüğü motor parçası) soğutmak için sabit bir soğuk su akışı gerektiriyordu.
Bu büyük dezavantajdan bağımsız olarak, Newcomen'in motor tasarımı gelecek 50 yıl boyunca rakipsiz kaldı ve mayınların pompalanmasının yanı sıra, sulak alanları tahliye etmek, kasabalara su tedarik etmek, hatta enerji fabrikalarını ve değirmenleri sudan aşağı pompalamak için kullanılıyordu. Yeniden kullanmak için yukarıda bir su çarkı.
Ama 1765'te, Newcomen'in motorunun kaderi mühürlendi. O yıl, Glasgow Üniversitesi'nin bir İskoç enstrüman üreticisi olan James Watt, bir Newcomen motorunun küçük bir modelini tamir etmeye başladı. Watt, Newcomen'in makinesi tarafından tüketilen büyük miktarda buhar tarafından şaşkınlığa uğradı ve bu verimsizliğin giderilmesi için, buhar silindirinin sürekli soğutulması ve yeniden ısıtılmasıyla ortadan kaldırmak zorunda kalacağını fark etti.
Bunu yapmak için Watt, buhar silindirinin sabit bir sıcaklıkta muhafaza edilmesine ve Newcomen'in motorunun işlevselliğini önemli ölçüde geliştirmesine izin veren ayrı bir kondansatör geliştirdi.
Finansal nedenlerden dolayı, Watt yeni ve geliştirilmiş atmosferik motorunu hemen üretemedi. Ancak 1776'da İngiliz üreticilerinden Matthew Boulton'la ve sadece madenlerden su pompalamaktan daha fazlası için buhar motorlarını kullanan ölü mühendislerle bir ortaklık kurmuştu.
Boulton'un finansal desteğiyle, Watt, Watt imzası ayrı kondenser ile birlikte, mevcut buhar silindirinin gücünü ikiye katlayan bir paralel hareket mekanizmasına sahip olan, tek etkili (ve daha sonra, çift etkili) bir rotatif buhar motoru geliştirdi. Boulton-Watt motoru aynı zamanda makinenin operatörünün santrifüj valisi denilen bir cihazla motor hızını kontrol etmesini sağlayan ilk modeldi. Geliştirilen motor, Boulton ve Watts'ın çalışanı William Murdoch tarafından güneş ve planet dişli olarak bilinen ve dönüşlü (doğrusal) hareketi dönme hareketine dönüştüren yeni bir dişli sistemi kullanıyordu.
Watt'ın buhar motoruyla ilgili yaptığı iyileştirmeler, Boulton'un buharla çalışan bir ulus vizyonu ile birleştiğinde, Birleşik Krallık'ta ve nihayetinde Amerika Birleşik Devletleri'nde buhar motorlarının hızlı bir şekilde benimsenmesini kolaylaştırdı. 1800'lü yıllarda, buhar motorları fabrikaları, fabrikaları, bira fabrikalarını ve diğer birçok üretim operasyonunu yürütüyordu. 1852'de, buharla çalışan bir zeplin ilk uçuşu gerçekleşti. Trenin, teknelerin ve demiryollarının 20'nci yüzyıla yolcuları itmek için teknolojiyi benimsemesiyle, buhar motorunun gelecekteki iradeleri de seyahatleri tanımlamak için geldi. [Ayrıca bkz: Buhar Motorları Dünyayı Nasıl Değiştirdi]
Twitter @TechEpalermo, Facebook veya Google+ Elizabeth Palermo izleyin. WordsSideKick.com @wordssidekick izleyin. Ayrıca Facebook ve Google + 'dayız.