Steam Engine Puzzle

Steam Engine Puzzle

เครื่องยนต์ไอน้ำเป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่ทำงานเชิงกลโดยใช้ไอน้ำเป็นของเหลวในการทำงาน

การใช้น้ำเดือดเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวเชิงกลย้อนกลับไปกว่า 2,000 ปี แต่อุปกรณ์ต้นไม่ได้ใช้งานได้จริง นักประดิษฐ์ชาวสเปนJerónimo de Ayanz y Beaumont จดสิทธิบัตรในปี 1606 เครื่องยนต์ไอน้ำตัวแรก ในปี ค.ศ. 1698 Thomas Savery จดสิทธิบัตรปั๊มไอน้ำที่ใช้ไอน้ำสัมผัสโดยตรงกับน้ำที่ถูกสูบ ปั๊มไอน้ำของ Savery ใช้ไอน้ำกลั่นเพื่อสร้างสูญญากาศและดึงน้ำเข้าไปในห้องแล้วใช้ไอน้ำแรงดันเพื่อปั๊มน้ำต่อไป เครื่องยนต์บรรยากาศของ Thomas Newcomen เป็นเครื่องยนต์ไอน้ำที่แท้จริงในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกโดยใช้ลูกสูบและใช้ในปี 1712 สำหรับการสูบน้ำในเหมือง

ในปี ค.ศ. 1781 เจมส์วัตต์จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์ไอน้ำที่สร้างการเคลื่อนไหวแบบหมุนต่อเนื่อง [1] เครื่องยนต์สิบแรงม้าของวัตต์เปิดใช้งานเครื่องจักรการผลิตที่หลากหลาย เครื่องยนต์สามารถจัดวางได้ทุกที่ที่สามารถรับน้ำและถ่านหินหรือเชื้อเพลิงไม้ได้ ในปี 1883 เครื่องยนต์ที่สามารถให้ 10,000 แรงม้าได้กลายเป็นไปได้ [2] เครื่องยนต์ไอน้ำสามารถนำไปใช้กับยานพาหนะเช่นเครื่องยนต์ลากและตู้รถไฟ เครื่องยนต์ไอน้ำที่อยู่กับที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของการปฏิวัติอุตสาหกรรมทำให้โรงงานสามารถหาตำแหน่งที่พลังงานน้ำไม่พร้อมใช้งาน

เครื่องยนต์ไอน้ำเป็นเครื่องยนต์เผาไหม้ภายนอก [3] ซึ่งของเหลวที่ทำงานถูกแยกออกจากผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ แหล่งความร้อนที่ไม่ใช่การเผาไหม้เช่นพลังงานแสงอาทิตย์พลังงานนิวเคลียร์หรือพลังงานความร้อนใต้พิภพอาจถูกนำมาใช้ วัฏจักรเทอร์โมไดนามิกในอุดมคติที่ใช้ในการวิเคราะห์กระบวนการนี้เรียกว่าวงจร Rankine ในวัฏจักรน้ำจะถูกทำให้ร้อนและเปลี่ยนเป็นไอน้ำภายในหม้อไอน้ำที่ทำงานด้วยแรงดันสูง เมื่อขยายผ่านลูกสูบหรือกังหันงานเชิงกลจะเสร็จสิ้น ไอน้ำแรงดันลดลงจะถูกควบแน่นและสูบกลับเข้าไปในหม้อไอน้ำ

ในการใช้งานทั่วไปคำว่าเครื่องยนต์ไอน้ำสามารถอ้างถึงโรงงานไอน้ำแบบบูรณาการ (รวมถึงหม้อไอน้ำ ฯลฯ ) เช่นตู้รถไฟไอน้ำรถไฟและเครื่องยนต์พกพาหรืออาจอ้างถึงลูกสูบหรือเครื่องจักรกังหันเพียงอย่างเดียวเช่นในเครื่องยนต์คานและเครื่องยนต์ไอน้ำ อุปกรณ์พิเศษเช่นค้อนไอน้ำและไดรเวอร์กองไอน้ำขึ้นอยู่กับไอน้ำที่มาจากหม้อไอน้ำแยกต่างหาก เครื่องยนต์ไอน้ำประเภทลูกสูบแบบลูกสูบยังคงเป็นแหล่งพลังงานที่โดดเด่นจนถึงต้นศตวรรษที่ 20 เมื่อความก้าวหน้าในการออกแบบมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องยนต์สันดาปภายในค่อยๆส่งผลให้เครื่องยนต์ไอน้ำ (ลูกสูบ) ทดแทน (4] เมื่อพิจารณาว่าการผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่ทั่วโลกนั้นผลิตโดยเครื่องยนต์ไอน้ำประเภทกังหัน "ยุคไอน้ำ" ยังคงดำเนินต่อไปด้วยระดับพลังงานที่ไกลเกินกว่าในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 19