5 JENIS ENJIN WAP UTAMA - TEKNOLOGI - 2026

Jenis mesin wap yang berlainan telah mengalami banyak perubahan sepanjang sejarah dan teknologi terus-menerus membiarkannya berkembang dengan cara yang luar biasa.

Pada dasarnya, mesin wap adalah enjin pembakaran luaran yang menukar tenaga haba wap air menjadi tenaga mekanikal. Mereka telah digunakan untuk menggerakkan pam, lokomotif, kapal dan traktor, yang pada masa itu penting untuk Revolusi Industri. Pada masa ini mereka digunakan untuk penjanaan tenaga elektrik menggunakan turbin wap.

Mesin wap terdiri daripada dandang yang digunakan untuk mendidih air dan menghasilkan wap. Stim mengembang dan mendorong piston atau turbin, pergerakannya berfungsi memutar roda atau menggerakkan mesin lain.

Enjin wap pertama diciptakan oleh Heron dari Alexandria pada abad ke-1 dan dipanggil Eolipila. Ia terdiri daripada sfera berongga yang disambungkan ke dandang di mana dua tiub melengkung dipasang. Sfera diisi dengan air yang dididihkan, menyebabkan wap dikeluarkan melalui tiub dengan kecepatan tinggi, membuat bola berputar.

Walaupun eolipila tidak mempunyai tujuan praktikal, ia pasti merupakan pelaksanaan pertama wap sebagai sumber pendorong.

Aeolipian Heron

Walau bagaimanapun, kebanyakan sistem yang menggunakan wap boleh dibahagikan kepada dua jenis: mesin omboh dan turbin wap.

Jenis utama enjin wap

1- Mesin pelocok

Mesin pelocok menggunakan wap bertekanan. Melalui piston berkembar, wap bertekanan masuk secara bergantian di setiap sisi sementara di sisi lain dilepaskan atau dihantar ke kondensor.

Tenaga diserap oleh slaid bar yang tertutup untuk melepaskan wap. Batang ini, pada gilirannya, menggerakkan batang penghubung yang disambungkan ke engkol untuk menukar gerakan timbal balik menjadi gerakan putar.

Sebagai tambahan, engkol lain digunakan untuk menggerakkan gear injap, biasanya melalui mekanisme yang memungkinkan pembalikan pergerakan putar.

Semasa menggunakan sepasang piston berkembar, muka engkol diimbangi dengan sudut 90 darjah. Ini memastikan motor sentiasa berjalan, tidak kira di posisi engkol berada.

2- Motor pengembangan pelbagai

Jenis mesin wap lain menggunakan beberapa silinder bertindak tunggal yang secara beransur-ansur meningkatkan diameter dan pergerakan. Wap tekanan tinggi dari dandang digunakan untuk menggerakkan omboh pertama dengan diameter lebih kecil ke bawah.

Dalam pergerakan ke atas, stim yang dikembangkan secara separa digerakkan ke dalam silinder kedua yang memulakan pergerakan ke bawah. Ini menghasilkan pengembangan selanjutnya dari tekanan yang agak tinggi yang dilepaskan di ruang pertama.

Juga, ruang perantaraan melepaskan ke ruang terakhir, yang seterusnya dilepaskan ke kondensor. Pengubahsuaian enjin jenis ini menggabungkan dua piston yang lebih kecil di ruang terakhir.

Perkembangan enjin jenis ini penting untuk digunakan dalam kapal wap, kerana kondensor, ketika memulihkan sedikit tenaga, sekali lagi mengubah wap menjadi air untuk digunakan kembali di dalam dandang.

Enjin wap darat dapat menghabiskan banyak wapnya dan diisi semula dari menara air tawar, tetapi di laut ini tidak mungkin dilakukan.

Sebelum dan semasa Perang Dunia II, enjin pengembangan digunakan pada kenderaan laut yang tidak perlu bergerak dengan kelajuan tinggi. Namun, apabila diperlukan lebih banyak kecepatan, ia digantikan oleh turbin stim.

3- Motor aliran uniflow atau seragam

Jenis mesin omboh yang lain adalah motor aliran uniflow atau seragam. Enjin jenis ini menggunakan wap yang hanya mengalir dalam satu arah pada setiap separuh silinder.

Kecekapan terma dicapai dengan mempunyai kecerunan suhu melintasi silinder. Stim sentiasa memasuki hujung silinder panas dan keluar melalui bukaan di bahagian tengah penyejuk.

Ini mengakibatkan pengurangan pemanasan dan penyejukan relatif dinding silinder.

Dalam enjin uniflow, masuknya wap biasanya dikendalikan oleh injap poppet (yang berfungsi serupa dengan yang digunakan dalam mesin pembakaran dalaman) yang digerakkan oleh camshaft.

Injap masuk terbuka untuk menerima wap apabila isipadu pengembangan minimum dicapai pada awal pergerakan.

Pada saat tertentu semasa putaran engkol, stim memasuki dan salur masuk ditutup, memungkinkan pengembangan berterusan wap, menggerakkan omboh.

Pada akhir pukulan, omboh akan menemui cincin lubang ekzos di sekitar pusat silinder.

Lubang-lubang ini disambungkan ke kondensor, menurunkan tekanan di ruang menyebabkan pelepasan cepat. Putaran engkol yang berterusan adalah apa yang menggerakkan omboh.

4- Turbin wap

Turbin wap berkuasa tinggi menggunakan rangkaian cakera berputar yang mengandungi sejenis bilah jenis baling-baling di pinggir luarnya. Cakera atau rotor yang bergerak ini bergantian dengan cincin pegun atau pegun, yang dipasang pada struktur turbin untuk mengarahkan aliran wap.

Oleh kerana kelajuan operasi yang tinggi, turbin seperti ini biasanya dihubungkan ke alat pengurangan untuk mendorong mekanisme lain seperti baling-baling kapal.

Turbin wap lebih tahan lama dan memerlukan penyelenggaraan yang lebih sedikit daripada mesin omboh. Mereka juga menghasilkan daya putaran yang lebih lancar pada poros keluarannya, yang menyumbang kepada keperluan penyelenggaraan yang lebih rendah dan kurang memakai.

Penggunaan utama turbin wap adalah di stesen jana elektrik di mana kelajuan operasi mereka yang tinggi adalah kelebihan dan jumlah relatifnya bukanlah suatu kerugian.

Mereka juga digunakan dalam aplikasi laut, menggerakkan kapal besar dan kapal selam. Hampir semua loji tenaga nuklear menjana elektrik dengan memanaskan air dan memberi makan turbin wap.

5- Enjin pendorong

Terdapat mesin penggerak bawah air yang menggunakan wap tekanan tinggi untuk menarik air melalui pengambilan di bahagian depan dan mengusirnya dengan kelajuan tinggi di belakang.

Apabila wap mengembun di atas air, ia menghasilkan gelombang kejutan yang mengeluarkan air dari belakang.

Untuk meningkatkan kecekapan enjin, mesin menarik udara melalui lubang di hadapan jet stim, yang menghasilkan gelembung udara dan mengubah cara stim bercampur dengan air.

Rujukan

1. Otak Marshall (2017). "Bagaimana Mesin Steam Berfungsi". Diakses pada 14 Jun 2017 di science.howstuffworks.com.
2. Ensiklopedia Dunia Baru (2015). "Enjin stim". Diakses pada 14 Jun 2017 di newworldencyclopedia.org.
3. Kanak-kanak SOS (2008-2009). "Enjin stim". Diakses pada 14 Jun 2017 di cs.mcgill.ca.
4. Woodford, Chris (2017). "Enjin stim". Diakses pada 14 Jun 2017 di menjelaskanthatstuff.com.