Parné stoje

Parné stoje
Tlaková sila pary stále vyrába velkú cast energie, ktorú dnes používame. Aj ked
zdrojom tepla, ktoré mení vodu na paru tociacimi sa turbínami napojenými na
elektrické generátory, sú najmodrnejšie jadrové reaktory.
Prvý parný stroj bol vynájdený v 1. storocí nášho letopoctu gréckym konštruktérom
Herom z Alexandrie. Dutú gulu pripevnil na dve trubky , ktorými do nej išla para z
malého kotla. Para gulu naplnila a unikla cez rúrky po stranách. Takáto sila prúdiacej
pary spôsobila, že sa gula zacala otácat. Aj ked bol tento objav velmi pozoruhodný, z
tejto konštrukcie nevyplývala žiadna možnost rozumného využitia. Prvý praktický parný
stroj bol vynájdený v roku 1698 anglickým inžinierom Thomasom Saveryom. Para bola
prudko ochladzovaná v uzavretej komore, kým neskondenzovala na malé množstvo
vody. Velký úbytok objemu tak vytváral podtlak, ktorý bol využívaný k odsávaniu vody
z uholných dolov. V parnom stroji, ktorý zostrojil Anglican Thomas Newcomen okolo
roku 1710, vytlacovala para piest vo valci. Potom bol valec ochladený tak, aby para
skondenzovala a piest zišiel naspät dole. Kondenzáciou pary sa zmenšoval tlak vo valci,
tak, že piest bol stlacený dole pôsobením atmosferického tlaku. Preto Newcomen
predstavil svoj parný stroj ako „atmosferický“. Bol využívaný k pohánaniu dolných
cerpadiel. Hoci bol tento systém podstatne výkonnejší než systém Saveryov, bol dost
pomalý a neúcinný. Bolo to tak preto, lebo valec sa po ochladení musel znovu
rozohriat, aby vzniklo dostatocné množstvo pary, ktorá by piest znovu vytlacila. Inác
by totiž skondenzovala okamžite.
Zmienený problém vyriešil škótsky inžinier James Watt. V jeho motore vynájdenom v
roku 1769 bola para prepúštaná ku kondenzácii do samotnej komory. Tým, že valec
nebol striedavo zohrievaný a ochladzovaný, tepelné straty boli relatívne malé. Wattov
motor bol tiež rýchlejší, pretože do valca bolo možné púštat viac pary hned, akonáhle
sa piest vrátil do svojej pôvodnej polohy. Toto a mnohé dalšie zlepšenia umožnili, že
Wattove motory mali širokú možnost využitia.
Vo viktoriánskej dobe spôsobili výkonné parné lokomotívy revolúciu v suchozemskom
cestovaní. Parné motory taktiež pohánali stroje na tlac novín, na pradenie a tkanie
látok, aj pracky v „parných prácovniach“. Parné stroje pohánali lunaparky, niektorí
farmári používali parnú energiu pri oraní pôdy.
Upratovacie firmy boli vybavené parnými vysávacmi, v špickových holicských salónoch
v mestách dokonca existovali aj parou pohánané masážne kefy k masírovaniu kože na
hlave.
Väcšina ranných parných strojov bola založená na posuvnom pohybe piestu vo valcoch.
Tento pohyb sa potom mohol prevádzat mechanicky na pohyb tocivý. Obežné kolesá
parnej turbíny sa otácajú priamo silovým pôsobením pary.Zaciatom 19.storocia
niektorý vználezci experimentovali s parnými turbínami. Tie však v roku 1884 neboli
dostatocne funkcné a výkonné. Prvú skutocne funkcnú turbínu vynašiel anglický inžinier
Charles Parsons. Po niekolkých rokoch vylepšovania sa jeho turbíny využívali k pohonu
lodí a geneátorov.
Premena energie: Parné motory a turbíny menia teplo na mechanickú energiu. V oboch
prípadoch je teplom, ktoré získavame spalovaním paliva, privedená voda do varu, cim
sa vytvorí para s 1600 krát väcším objemom. V piestových motoroch sa para roztahuje
vo valci a tím vytlacuje piest. V parných turbínach tocí para vejárovitými rotormi. V
obydvoch prípadoch stráca rozžínajúca para svoju tepelnú energiu.
Parné motory a turbíny sú príklady vnútorne spalovacieho motora, lebo teplo sa získava
mimo pracovnej casti stroja, obvykle spalovaním paliva. Para sa vyrába v kotloch
vyhrievaných naftou alebo uhlím. V jadrových elektrárnach sa uvolnuje teplo pri
jadrovej reakcii. Dvojtaktný motor
V jednoduchých parných motoroch pôsobí para iba z jednej strany valca. Vo väcšine
parných strojov sú však k výrobe mechanickej energie využité obidve strany piestu.
Para sa najprv privedie na jednu stranu piestu, cím ho vytlací dopredu, potom sa
privádza aj z druhej strany a piest je opät stlacený naspät. Preto sa tento typ motora
nazýva dvojtaktný.
Celý dej zacína vpustením pary do jednej strany valca prívodným vstupom. Prívodný
vstup sa potom uzavrie a para sa rozpína, cím tlací piest valcom.V dalšej fáze je para
vpustená na opacnú stranu piestu a tlací ho valcom naspät. Na prvej strane para
odchádza výfukovým vývodom. Para sa tak striedavo vpúšta na obydve strany piestu,
zatial co opacná strana sa vždy automaticky napojuje na výfuk.
Vo väcšine parných motorovje celý tento sled dejov pre každý piest riadený yvláštnou
klapkou v tvare D. Tá sa pohybuje tam a spät, cím vytvára požadované prepojenie
medzi medzi prívodnými a odvodnými kanálmi. Niektoré velké parné stroje majú
dokonca samostatné klapky pre každú stranu piesta.