İlk Buhar Makineleri

buhar-makinesi

Yerin yüzeyinde buhar halinde bir damla su, sıvı haline oranla 1/ 700 kat daha fazla yer kaplar; bundan doğacak genleşme kuvveti hareket ettirici kuvvet olarak kullanılabilir. 100 santigratlık su buharı, suyun üzerine basınç yapan ve 1 barlık basınca eşdeğer hava kütlesini kaldırır. 

Su buharının esnek kuvvetiyle hareket eden makinelerin geliştirilmesi, ancak hava basıncının varlığı ve sıvı faz ile gaz fazı arasındaki hal değişimlerinde ısının rol oynadığı anlaşıldıktan sonra sonra mümkün oldu. 

Huygens’ in öğrencisi Denis Papin (1647 – 1712) düdüklü tencerenin atası ve aynı zamanda yüksek basınçlı bir kazan olan basınçlı tenceresini  1679 da icat etmiş. daha sonra 1687 de kaleme aldığı bir inceleme yazısında almaşık olarak çalışan bir pistonla iş gören bir su kaldırma makinesinin ilk kuramını vermişti. 1698 de ingiliz mekanikçi Thomas Savery aynı ilkeye göre çalışan bir buhar pompasının patentini aldı.

Bununla birlikte ilk buhar makinesi 1705 te Thomas Savery’ yle bir başka ingiliz mekanikçi olan Thomas Newcomen in iş birliği sonucunda doğdu. Newcomen daha sora bu makineyi geliştirdi ve 1712 de kazanı, silindiri ve pistonu olan gerçekten kullanılabilir ilk buhar makinesini yaptı. Bu ocaklı makine su boşaltmak üzere bir kömür ocağına yerleştirildi. Makinenin çalışması ekonomik değildi çünkü buhar silindirin içine soğuk su püskürtülerek yoğuşturuluyordu; böylece önemli oranda ısı kaybı oluyordu. Bununla birlikte maden ocaklarının kurutulması amacıyla kullanımı hızla yaygınlaştı.

XVIII. yy’ ın ikinci yarısında İskoçyalı mühendis James Watt (1736 – 1819), Newcomen’ in buhar makinesini geliştirerek çok daha kullanışlı hale getirdi. Bir ısı yalıtım sistemiyle silindirin içindeki ısının korunmasını sağladı ve buharı yoğuşmak üzere kolaylıkla soğutulabilen bir başka yere (kondansör) gönderdi; böylece yaklaşık olarak yakıttan % 75 oranında tasarruf sağladı. Öte yandan, bir ucu açık olan silindirin iç tarafının açık havayla temasını önlemek ve pistonun inişi sırasında kalan ısıyı korumak amacıyla bu silindirin iki ucunu kapattı ve sadece piston kolunun girişi için bir delik bıraktı. Bu düzeltmeler 1769 da berata bağlandı. 

Mali yönden Birmingham’lı sanayici Jonh Roebuck’ ten yardım gören James Watt 1775 yılında bir başka sanayici olan Matthew Boulton’la ortak oldu. Bu sanayicinin Birmingham yakınında Soho’ da çağın en büyük işletmecisi olan 600 kişinin çalıştığı bir fabrikası vardı. Ekonomik gücü sayesinde Watt’ ın makinesinin geliştirilmesine ve yapımına önemli miktarda para ayırma imkanı buldu; böylece buhar makinelarinin ilk örnekleri 1776 yılında hizmete girdi. 

James Watt, 1783′ te çift etkili makineyi geliştirdi; burada buhar almaşık olarak pistonun her iki yüzüne veriliyor, böylece motorun gücü iki katına çıkıyor ve çalışması düzen kazanıyordu. Nihayet, makinenin hareketini düzgün hale getirmek amacıyla hareket mili üzerine dökme demirden ağır bir volan yerleştirdi ve buhar üretimindeki eşitsizliklerin tehlikeli çalışma değişiklikleri yol açmaması için toplu regülatör sistemini tasarladı. Böylece mükemmelleştirilen buhar makinesi pek çok uygulama alanı olan tam bir sanayi makinesi haline geldi. 

Paylaşın Bilgi Çoğalsın

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir