من الذي اخترع المحرك البخاري

من الذي اخترع المحرك البخاري ، وهو من أكثر الأسئلة شيوعاً في عصر النهضة الصناعية؟ هذا الاختراع مهد الطريق للتقدم الصناعي في مختلف المجالات وكان سببا رئيسيا للنهضة الصناعية ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن هذا الاختراع وأهميته الصناعية.

ما هو المحرك البخاري

المحرك البخاري هو آلة تستخدم قوة البخار للقيام بالعمل بقوة وضغط الحرارة ، كما هو الحال في المحرك البخاري ، هناك حاجة لـ غلاية لتسخين الماء وتحويله لـ بخار ، والضغط العالي لدفع المكبس في أسطوانة أو إدارة التوربينات ، كما هو الحال في محرك السكك الحديدية. يتم استعمال قوة البخار.

وهذه الحركة التي يمكن استخدامها في قيادة العجلات أو الآلات ، ومن مزايا التوربينات والمحركات البخارية التي تولد الكهرباء عبر ربطها بمولد كهربائي أنه يمكن استعمال الكثير من مصادر الحرارة معها لتوليد البخار في الغلاية وزيادة درجة حرارتها ، ولكن الأكثر شيوعًا هو الفحم أو الحطب أو الزيت. هو حرق منتجاتها. من أجل توليد الطاقة الكهربائية بالمفاعلات النووية ، يتم استعمال الوقود النووي أولاً لتوليد ضغط عالٍ وتسخين بخار الماء ، ثم يتم توجيه البخار الناتج لـ التوربين الذي يشغل المولد.

من اخترع المحرك البخاري

مخترع المحرك البخاري هو توماس سافري ، الذي كان أول من اخترع مضخة بخار لضخ المياه في عام 1698 بعد الميلاد ، والتي تعمل عبر غلي الماء حتى يتم تحويله بالكامل لـ بخار ثم يتجمع في خزان. كان الفراغ هو الذي تم استخدامه لإزالة كل البخار من الخزان الأصلي ، وبالتالي خلق فراغ في الحاوية الأصلية ، وتم استعمال هذا الفراغ لتوليد طاقة كافية لضخ المياه ، واتضح أنه حل مؤقت حيث أن هذه المضخة لا يمكنها سحب الماء إلا من عمق بضعة أمتار ، وهذه لها عيب انتهاء. كانت المضخة عبارة عن ضغط البخار الذي تم استخدامه لاستخراج المياه التي تم سحبها لـ الخزان وكان الضغط مرتفعًا جدًا مما تسبب في حدوث عدة انفجارات حيث لم تكن الغلايات قوية بما يكفي.

تطور المحرك البخاري

يمكن القول أن أهم تطور للثورة الصناعية كان المحرك البخاري الذي سهل التقدم الكبير في مجالات التعدين والتصنيع والزراعة والنقل ، والعديد من الاشخاص المهمة في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر كان لها الفضل في تحديث وتحسين المحرك البخاري ، تاريخ الآلات. يعود تاريخ الطاقة البخارية في الواقع لـ حوالي 2000 عام قبل الثورة الصناعية ، وإليك أهم مراحل تطور المحرك البخاري.

توماس نيوكومن

في عام 1712 م ، اخترع توماس نيوكومين محركًا بخاريًا فعالاً وعمليًا. يتكون المحرك البخاري الذي صممه من مكبس وعدة أسطوانات متصلة بالمضخة. على غرار تصميم توماس سافري ، استخدم محرك نيوكومين بخارًا مكثفًا في الأسطوانة لتوليد الضغط و كان الضغط التفاضلي بين الفراغ والجو كافياً للمحرك ، حيث يتم إنزال المكبس في الأسطوانة وترفع المضخة ، ثم يسحب وزن المضخة المكبس لـ الأسطوانة ويفتح الصمام لاستخراج البخار من الغلاية ، ثم يدخل صمام انتهاء الماء المكثف في الأسطوانة ، ويتكثف البخار في الماء مرة ثانية ويكرر نفس الدورة ويظل محرك Newcomen قيد الاستخدام. لأكثر من 50 عامًا كانت غير فعالة كمضخات لمناجم الفحم التي كانت ستملأ هذه المناجم بالمياه ، حيث كانت هناك حاجة لـ الكثير من الطاقة لتشغيل المحرك بأقصى قدر من الكفاءة.

جيمس واط

تم تقليل استهلاك الفحم المرتفع المستخدم في المحرك البخاري Newcomen مع الابتكارات التي قام بها James Watt في تصميم المحرك ، واحتوى محرك James Watt ، والذي يسمى محرك الضغط المنخفض بهذه الطريقة ، على أسطوانة المحرك منخفض الضغط مع عازل حراري منفصل ومكثف. تقليل استهلاك الوقود بنسبة تزيد عن 50٪ وهذا أدى لـ استمرار تشغيل المحرك دون الحاجة لـ التوقف بين كل دورة لإعادة تسخين الأسطوانة.

إيفان بولزونوف

كان إيفان بولزونوف مخترعًا روسيًا قام ببناء أول محرك بخاري في بلاده عام 1766 وأول محرك ثنائي الأسطوانات في العالم ، وكان محرك بولزونوف البخاري ثنائي الأسطوانات أقوى من محركات جيمس وات ذات الضغط المنخفض ، وكان معدل قوته 32 حصانًا.

ريتشارد تريفيثيك

اخترع ريتشارد تريفيثيك محركًا بخاريًا عالي الضغط ، وكان يستخدم لتشغيل الكثير من القاطرات ، وتبين أنه أقوى محرك بين كل المحركات التي تم اختراعها سابقًا ولكنه خطير بسبب الضغط المرتفع بالداخل.

أجزاء المحرك البخاري

توجد أجزاء رئيسية في كل محرك بخاري وهي:

• الإحتراق: يتم حرق كميات عدد ضخم من الفحم في هذه الغرفة لتسخين المياه بكفاءة عالية.
• سخان مياه: وهي عبارة عن وعاء كبير مملوء بالماء يتم تسخينه بالنار لتحويله لـ بخار عالي الضغط.
• اسطوانة: إنها غرفة صغيرة يدخل فيها بخار الماء من الغلاية ليتم ضغطها.
• مكبس: إنه الجزء الذي تضغط عليه الأسطوانة ويتم دفع الجزء المتحرك المتصل به لتحريك الماكينة.
• آلة: إنه جزء متصل بمكبس ويمكن أن يكون شيئًا ميكانيكيًا مثل مضخة مياه ، ويمكن أن يكون آلة مصنع أو حتى قاطرة بخارية عملاقة تتحرك صعودًا وهبوطًا على سكة حديدية.

في انتهاء هذا المقال أجبنا على سؤال من اخترع المحرك البخاري وتعلمنا آليات العمل ومراحل التطور التاريخي لهذه المحركات وتحدثنا عن كل الأجزاء الرئيسية للمحرك البخاري.

المراجع

1. britannica.com ، 11/11/2020

2. his.com، 21.11.2020

3. thomasnet.com ، 11/11/2020

4. encyclopedia.com ، 21/11/2020