Ohrejte vodu na jej bod varu a mení sa z kvapaliny na plyn alebo vodnú paru, ktorú poznáme ako para. Keď sa voda stane vodnou parou, jej objem sa zvýši asi 1600 krát, táto expanzia je plná energie.
Motor je stroj, ktorý premieňa energiu na mechanickú silu alebo pohyb, ktorý dokáže otáčať piestami a kolesami. Účelom motora je poskytnúť výkon, parný stroj poskytuje mechanickú energiu pomocou energie pary.
Parný motor boli prvé úspešné motory vynaložené a boli hnacou silou za Priemyselná revolúcia. Boli zvyknutí poháňať prvé vlaky, lode, továrne a dokonca aj autá. A hoci parné motory boli v minulosti určite dôležité, majú teraz novú budúcnosť v zásobovaní energiou geotermálnymi zdrojmi energie.
Ako fungujú parné motory
Aby sme porozumeli základnému parnému stroju, vezmime príklad parného motora, ktorý sa nachádza v starej parnej lokomotíve, ako je to na obrázku. Základnými časťami parného motora v lokomotíve by boli kotol, posúvač, valec, zásobník pary, piest a hnacie koleso.
V kotli by bol ohnisko, do ktorého by sa vháňalo uhlie. Uhlie by sa ďalej spaľovalo pri veľmi vysokej teplote a použilo by sa na ohrievanie kotla na varenie vody za vzniku vysokotlakovej pary. Vysokotlaková para expanduje a vystupuje z parného potrubia do parnej nádrže. Para je potom riadená posuvným ventilom, aby sa pohybovala do valca a tlačila piest. Tlak energie pary, ktorá tlačí na piest, otočí hnacie koleso v kruhu, čím sa vytvorí pohyb pre lokomotívu.
História parných motorov
Ľudia sú si vedomí sily pary už po stáročia. Grécky inžinier, Hrdina Alexandrie (približne 100 nl), experimentoval s parou a vynašiel aeolipil, prvý, ale veľmi surový parný stroj. Aeolipile bola kovová guľa namontovaná na hornú časť varnej kanvice. Para prešla potrubím do gule. Dve trubice v tvare písmena L na protiľahlých stranách gule uvoľňovali pary, ktoré dali gule úder, ktorý spôsobil jej rotáciu. Hrdina si však nikdy neuvedomil potenciál aeolipilu a storočia mali prejsť skôr, ako by sa vymyslel praktický parný stroj.
V roku 1698 anglický inžinier, Thomas Savery patentovaný prvý surový parný stroj. Savery použil jeho vynález na čerpanie vody z uhoľnej bane. V roku 1712 anglický inžinier a kováč, Thomas Newcomen vynašiel atmosférický parný stroj. Účelom parného stroja Newcomen bolo tiež odstrániť vodu z baní. V roku 1765 škótsky inžinier, James Watt začal študovať parný stroj Thomasa Newcomena a vymyslel vylepšenú verziu. Bol to Wattov motor, ktorý ako prvý mal rotačný pohyb. Dizajn Jamesa Watta bol ten, ktorý uspel a použitie parných motorov sa stalo rozšíreným.
Parné motory mali výrazný vplyv na históriu prepravy. Koncom 17. storočia si vynálezcovia uvedomili, že parné stroje dokážu poháňať lode a prvý komerčne úspešný parník bol vynájdený Georgeom Stephensonom. Po roku 1900 začali benzínové a naftové spaľovacie motory nahrádzať parné piestové motory. Parné motory sa však za posledných dvadsať rokov znova objavili.
Parné motory dnes
Môže byť prekvapujúce vedieť, že 95 percent jadrová energia elektrárne používajú na výrobu energie parné motory. Áno, rádioaktívne palivové tyče v jadrovej elektrárni sa používajú ako uhlie v parnej lokomotíve na varenie vody a na výrobu parnej energie. Nakladanie s vyhoretými rádioaktívnymi palivovými tyčami, zraniteľnosť jadrových elektrární voči zemetraseniam a iným problémom však vystavuje obyvateľstvo a životné prostredie veľkému riziku.
Geotermálna energia je energia vyrábaná pomocou pary produkovanej teplom vyžarovaným z roztaveného jadra Zeme. Geotermálne elektrárne sú relatívne zelená technológia. Kaldara Green Energy, nórsky / islandský výrobca zariadení na výrobu geotermálnej elektrickej energie, bol hlavným inovátorom v tejto oblasti.
Solárne tepelné elektrárne môžu na výrobu svojej energie využívať aj parné turbíny.