الامارات 7 - طريقة عمل المحرك البخاري
يمكن فهم كيفية عمل المحرك البخاري من خلال دراسة مكوناته وآلية عمله، كما هو الحال في المحرك المستخدم في القاطرات. يتكون المحرك البخاري من عدة أجزاء رئيسية تشمل:
المرجل (خزان المياه)
صمام منزلق
أسطوانة
خزان بخار
مكبس
عجلة قيادة
خطوات عمل المحرك البخاري:
حرق الفحم: يتم حرق الفحم داخل صندوق الحريق الموجود في المرجل، مما يؤدي إلى رفع درجة حرارة المرجل.
تسخين الماء: نتيجة لارتفاع الحرارة، يبدأ الماء في الغليان وتشكيل البخار.
تمدد البخار: يتوسع بخار الماء وينتقل عبر أنابيب البخار إلى الخزان البخاري.
التحكم في البخار: يقوم صمام الانزلاق بالتحكم في تدفق البخار إلى الأسطوانة، مما يخلق ضغطًا يدفع المكبس.
تحريك القاطرة: يقوم المكبس بدوره بتدوير عجلة القيادة، مما يؤدي إلى حركة القاطرة.
تاريخ المحرك البخاري
المادة الخام الأولى: يُعزى اختراع أول مادة خام للمحرك البخاري، المعروفة باسم (aeolipile)، إلى المخترع اليوناني هيرو السكندري في القرن الأول الميلادي. استخدم هيرو كرة فارغة مرتبطة بأنابيب تسخن من الأسفل، مما أدى إلى إنتاج بخار يخرج من الأنابيب ويخلق حركة دورانية.
اختراع توماس سافري: حصل العالم توماس سافري على براءة اختراع عام 1698 لمضخة تعمل بالبخار، تهدف إلى تسهيل ضخ المياه. كان هذا الاختراع بديلاً عن الطرق التقليدية البطيئة والمكلفة لاستخراج المياه، لكنه كان يعاني من بعض العيوب مثل عدم القدرة على سحب المياه من الأعماق الكبيرة.
تطوير جيمس واط: يعود الفضل في تحسين المحرك البخاري إلى العالم جيمس واط، الذي قام في عام 1763 بتطوير محرك بخاري يعود لصناعة العالم نيومان. أدرك واط أنه يجب الحفاظ على حرارة الأسطوانة لزيادة كفاءة المحرك، مما أدى إلى تحسين استخدامه بشكل عملي.
خلاصة
ساهمت هذه الابتكارات في تطوير المحرك البخاري، الذي أصبح جزءًا أساسيًا من الثورة الصناعية وفتح آفاق جديدة في عالم النقل والطاقة.
يمكن فهم كيفية عمل المحرك البخاري من خلال دراسة مكوناته وآلية عمله، كما هو الحال في المحرك المستخدم في القاطرات. يتكون المحرك البخاري من عدة أجزاء رئيسية تشمل:
المرجل (خزان المياه)
صمام منزلق
أسطوانة
خزان بخار
مكبس
عجلة قيادة
خطوات عمل المحرك البخاري:
حرق الفحم: يتم حرق الفحم داخل صندوق الحريق الموجود في المرجل، مما يؤدي إلى رفع درجة حرارة المرجل.
تسخين الماء: نتيجة لارتفاع الحرارة، يبدأ الماء في الغليان وتشكيل البخار.
تمدد البخار: يتوسع بخار الماء وينتقل عبر أنابيب البخار إلى الخزان البخاري.
التحكم في البخار: يقوم صمام الانزلاق بالتحكم في تدفق البخار إلى الأسطوانة، مما يخلق ضغطًا يدفع المكبس.
تحريك القاطرة: يقوم المكبس بدوره بتدوير عجلة القيادة، مما يؤدي إلى حركة القاطرة.
تاريخ المحرك البخاري
المادة الخام الأولى: يُعزى اختراع أول مادة خام للمحرك البخاري، المعروفة باسم (aeolipile)، إلى المخترع اليوناني هيرو السكندري في القرن الأول الميلادي. استخدم هيرو كرة فارغة مرتبطة بأنابيب تسخن من الأسفل، مما أدى إلى إنتاج بخار يخرج من الأنابيب ويخلق حركة دورانية.
اختراع توماس سافري: حصل العالم توماس سافري على براءة اختراع عام 1698 لمضخة تعمل بالبخار، تهدف إلى تسهيل ضخ المياه. كان هذا الاختراع بديلاً عن الطرق التقليدية البطيئة والمكلفة لاستخراج المياه، لكنه كان يعاني من بعض العيوب مثل عدم القدرة على سحب المياه من الأعماق الكبيرة.
تطوير جيمس واط: يعود الفضل في تحسين المحرك البخاري إلى العالم جيمس واط، الذي قام في عام 1763 بتطوير محرك بخاري يعود لصناعة العالم نيومان. أدرك واط أنه يجب الحفاظ على حرارة الأسطوانة لزيادة كفاءة المحرك، مما أدى إلى تحسين استخدامه بشكل عملي.
خلاصة
ساهمت هذه الابتكارات في تطوير المحرك البخاري، الذي أصبح جزءًا أساسيًا من الثورة الصناعية وفتح آفاق جديدة في عالم النقل والطاقة.