Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Buhar makinesi, buharın içinde var olan ısı enerjisini, mekanik enerjiye dönüştüren bir dıştan yanmalı motordur. Buhar makineleri, lokomotifler, buharlı gemiler, pompalar, buharlı traktörler ve endüstriyel devreler olabilir.
Bir buhar makinesi basınç altında buhar üretmek için suyu kaynatacak bir kazana ihtiyaç duyar. Herhangi bir ısı kaynağı kullanılabilir, fakat genelde odun, kömür veya petrol türevi yakıtların yakılmasından elde edilen ateş kullanılır.
Çalışma prensibi olarak, ısı enerjisini alan su buharlaşarak genişler ve bir odacığa alınır, odacık soğutulduğunda sıvı hale geçen buhar vakum yaratır böylece mekanizmaların hareket alması ile mekanik enerjiye yani işe dönüşür.
İlk örnek
Bilinen ilk buhar makinesi diyebileceğimiz örnek Mısırlı mühendis Heron'nun birinci yüzyılda 50 yıllarına doğru Mısır İskenderiye'de uçları birbirlerine göre zıt yönleri gösteren iki eğik tüpün yerleştirildiği oyuk bir küreden yaptığı türbin’dir. Kürede su kaynatıldığında buhar borulardan dışarı çıkmakta günümüzde etki tepki kanunu dediğimiz şeyin sonucunda kürenin dönmesine yol açmakta idi. Hero buharlı bir türbin ya da motor icat etmesine rağmen toplumda bir etki yaratmadığından bunu motor aygıtının icadı olarak görülmemektedir
Buhar gücünün ilk faydalı uygulaması
Buhar gücünün Heron tarafından uygulamasından sonra 1679 yılında ilk faydalı uygulama Fransız fizikçi Denis Papin ‘den (1647-1712) geldi. İçinde suyun kaynadığı ve biriken buharın suyun kaynama noktasını yükselttiği sıkıca kapanan bir kapağı olan düdüklü tencere icat edilmişti. Papin’in dikkat ettiği şey daha yüksek ısıda kemikler yumuşuyor ve et daha çabuk pişiyordu. Tencereye buhar basıncının çok yükselmesine karşın bir de güvenlik vanası eklenmişti.
Buhar makineleri
Savery makinesi
1698 yılında, İngiliz mühendis Thomas Savery (1650-1715), ilk ticari olarak satılan buhar makinesini yapmıştır. Bu makine maden ocağından suyu dışarı atmak amacıyla kullanılmıştır. Madencinin Arkadaşı olarak tanınmaktaydı.
Çalışma prensibi ise şöyledir:
Buhar kazanından gelen buhar odacığa dolar. Odacık buhar ile doluyken üzerine soğuk su döküldüğünde suya dönüşen buhar vakum yaratır; böylece odacıktaki su seviyesi yükselir. Vana yardımıyla odaya buhar dolduğunda iş yapılmış olur yani madenden su çekilmiş olur. Bu makinede vanalar insan gücüyle sırayla kapatılıp açılması gerekmektedir.
Yüksek basınçla çalıştığından o günün teknolojisine göre bu tip bir buharı güvenli biçimde kullanacak düzeyde değildi. Ayrıca gerekli buharı oluşturmak için suyu ısıtmada çok fazla yakıt gerekliydi. Bu tip makinelerin öncülü olan Savery’nin makinesi verimi düşük olduğundan fazla kullanılmadı fakat kendinden sonra gelen makineler için temel teşkil etti.
Newcomen makinesi
-Buhar; pembe, su; mavi ile gösterilmiştir.
-Açık vanalar yeşil, kapalı olanlar kırmızıdır.
1712 ‘de İngiliz mühendis Thomas Newcomen (1663-1729) yeni bir tür buhar makinesi geliştirdi. Bu makinenin Savery Makinesinden en büyük avantajı pistonun bir zincir yardımıyla tahterevalli benzeri bir tür kaldıraca tutturulmuş olmasıydı. Bu kaldıracın diğer ucu ise bir tür tulumbaya bağlanmıştı. Piston silindirin en üst noktasında iken silindirin içine gönderilen soğuk su buharı yoğunlaştırıyordu. Böylece atmosferik basınç pistona aşağıya doğru kuvvet uyguladığı anda su madenden yükseliyordu. Buhar pistona dolunca bu çevrim tekrar ediyordu. Ayrıca daha az tehlikeliydi. Yine de makine istenilen verime ulaşamamış ve yakıt tüketimi azalmamıştı.
Watt makinesi
1764 yılında bozulan Newcomen makinelerinden biri onarılması için İskoçyalı mühendis James Watt'a verildi. makineyi onaran Watt aynı zamanda randımanı düşük bu makineyi geliştirmek de istedi. Arkadaşı İskoç kimyacı Joseph Black'tan gizli ısıyı öğrenmiş olan Watt aynı odayı sürekli ısıtıp soğutmanın ne kadar israflı bir şey olduğunu anladı ve aklına iki oda yapma fikri geldi. Biri sürekli sıcak, diğeri de sürekli soğuk tutulacaktı. Buhar işini yaparken sıcak odada bulunacaktı ve su haline getirilmesi gerektiğinde supaplar sistemiyle soğuk odaya alınacaktı.
Watt 1781 yılına gelindiğinde makinesini iyice geliştirmiş ve pistonun ileri geri hareketini ustalıkla bir tekerleğin dönme hareketine çeviren mekanik aletleri de icat etmişti. Watt'ın makine tarihi ve makine mühendisliğine katkıları çok büyük önem taşır.
Buhar türbinleri
1884 yılında İngiliz mühendis Charles Algernon Parsons (1854-1931) ilk başarılı buhar türbinini yapmıştır. Bu sayede yüksek hızlı gemi yapımı kolaylaşmış. Jeneratörlerin de kullanılması kolaylaşmıştır.
Buhar makinesinin verimi
James Watt’ın geliştirmesine rağmen buhar makinelerinin verimi hâlen %7 civarında idi kalan %93 boşa giden ısı olarak kayboluyordu.
Buhar makinesinin verimini inceleyen ilk kişi Fransız fizikçi Nicolas Leonard Sadi Carnot’tur. (1796-1832) 1824 yılında yayımladığı Ateşin Tahrik Kuvveti Üzerine isimli kitabında buhar makinesinin maksimum veriminin en sıcak halindeki buhar ile en soğuk halindeki suyun sıcaklığı arasındaki farka bağlı olduğunu gösterdi. Carnot ısı ve işin birbirlerine dönüşmesi yolunu ilk olarak ele alan kişi olduğundan Termodinamik biliminin kurucusu kabul edilmektedir.
Buharlı ulaşım araçları
1787 yılına kadar buharlı motorlar sadece su pompalarını ve tekstil makinelerini çalıştırmak için kullanılmıştı. 22 Ağustos 1787 yılında ise Amerikalı mucit John Fitch (1743-1798) ilk vapuru Delaware Nehri’ne indirmiştir. Bir süre Philadelphia ile Trenton arasında düzenli vapur yolculuğu yapılmasını sağlamıştır.Fakat Fitch ticari anlamda başarı kazanamamıştır. 1807 yılına gelindiğinde ise yine Amerikalı mucit olan Robert Fulton saatte 8 km hızla giden adını Clermont koyduğu kırk metre uzunluğundaki vapurları Hudson Nehri’nde işletmeye başladı. Bu sefer Fitch’in tersine ticari başarı kazanıldığından Fulton vapuların mucidi kabul edilmektedir. 1809 yılında ise Moses Rogers komutası altındaki Phoenix okyanusa açılan ilk buharlı vapur oldu. 1811 yılında Mississippi Nehri üzerinde işleyen ilk gemi New Orleans faaliyete geçti.
Okyanusu aşan ilk gemi ise 1819 yılında Georgia Savannah’tan İngiltere’deki Liverpool’a beşbuçuk haftada ulaşan Savannah isimli gemi oldu. Yolculuğun büyük kısmı yelkenlerin açılması ile bitirildiğinden aslında buharlı gemi sayılmazdı.
1827 yılında Türbinlerin ve gemi pervanesinin keşfedilmesi sonucu, pervanenin yan çarktan daha etkili olduğu anlaşıldı ve gemi teknolojisi hızla gelişti
İlk buharlı motorların gemilerde kullanılmasından sonra 1804 yılında Richard Trevithick bir vagonun şasesi üzerine sabit bir buhar motoru yerleştirerek dünyanın ilk buharlı lokomotifini üretti. Yaptığı özel yolda lokomotifini hareket ettirerek gösteri düzenlemiş fakat bundan ticari bir kazanç elde edememiştir.
1825 yılına gelindiğinde ise İngiliz mucit George Stephenson geliştirilmiş buharlı motorlardan faydalanarak ilk buharlı lokomotif denebilecek ve adına Rocket dediği aracı yaptı.
Bilinen ilk örnek Fransız mühendis Nicolas Joseph Cugnot tarafından yapılan Fardier’dir. Nicholas Joseph Cugnot küçük ölçekte yaptığı iki kazanlı Newcomen makinesini üç tekerlekli bir arabaya yükleyerek 1769 yılında deneme yapmıştır. Fakat buharlaşma yoluyla azalan kazan suyunu yenileyecek bir sistem olmadığından araç 15 dakikada bir durmak ve su ikmali yapıp suyun kaynamasını beklemek gerekmekteydi.
Buhar makinesi tipleri
Buhar makineleri iki ana başlıkta sınıflandırılabilir.
- 1) Teknoloji kullanımına göre
- 1.1) Pistonlu buhar makineleri
- 1.2) Türbinli buhar makineleri
- 2) Uygulama alanlarına göre
- 2.1) Durağan (Sabit) buhar makineleri
- 2.1.1) Sarımlı,dönen milli motorlar ve frekanslı olarak duran ve tersine hareket edebilen basit uygulamalar.
- 2.1.2) Nadiren duran ve tersine hareket ihtiyacı olmayan güç sağlayan motorlar.(Tüm termal güç istasyonları, değirmenler, fabrikalar.)
- 2.2) Araç Motorları
- 2.2.1) Buharlı bot ve gemiler
- 2.2.2) Buharlı lokomotif
- 2.2.3) Buharlı otomobil
- 2.2.4)
- 2.2.4.1)
- 2.2.4.2) Buharlı traktör
Bağlantılar
| Wikimedia Commons'ta Buhar makinesi ile ilgili ortam dosyaları bulunmaktadır. |
Kaynakça
- ^ Bununla beraber ateş elde etmek için yakıt olarak tarih boyunca şu maddelerde kullanılmıştır: Kağıt, çöp, atık yağ, doğal gaz, benzin, mazot, gübre, kuru gres, kuru ot, vb.
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asimov, İmge Kitabevi, sayfa 177
- ^ Temel Britanica, Ana Yayıncılık 92 baskısı, Cilt:4 sayfa :48
- ^ Donmuş bir maddenin erimesi veya bir sıvının buharlaşması için gereken ısı miktarı
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitabevi, sayfa 396
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitabevi, sayfa 233
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitabevi, sayfa 258
- ^ a b Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitabevi, sayfa 264
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitabevi, sayfa 273
- ^ Bilim ve Buluşlar Tarihi, Isaac Asımov, İmge Kitabevi, sayfa 286
- ^ Büyük Buluşlar, Ian Harrison, Doğuş Grubu İletişim ve Yayıncılık, sayfa 86-87
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Buhar makinesi buharin icinde var olan isi enerjisini mekanik enerjiye donusturen bir distan yanmali motordur Buhar makineleri lokomotifler buharli gemiler pompalar buharli traktorler ve endustriyel devreler olabilir Buhar makinesi Bir buhar makinesi basinc altinda buhar uretmek icin suyu kaynatacak bir kazana ihtiyac duyar Herhangi bir isi kaynagi kullanilabilir fakat genelde odun komur veya petrol turevi yakitlarin yakilmasindan elde edilen ates kullanilir Calisma prensibi olarak isi enerjisini alan su buharlasarak genisler ve bir odaciga alinir odacik sogutuldugunda sivi hale gecen buhar vakum yaratir boylece mekanizmalarin hareket almasi ile mekanik enerjiye yani ise donusur Ilk ornekIskenderiyeli Heron un yaptigi ilk ornek turbin Bilinen ilk buhar makinesi diyebilecegimiz ornek Misirli muhendis Heron nun birinci yuzyilda 50 yillarina dogru Misir Iskenderiye de uclari birbirlerine gore zit yonleri gosteren iki egik tupun yerlestirildigi oyuk bir kureden yaptigi turbin dir Kurede su kaynatildiginda buhar borulardan disari cikmakta gunumuzde etki tepki kanunu dedigimiz seyin sonucunda kurenin donmesine yol acmakta idi Hero buharli bir turbin ya da motor icat etmesine ragmen toplumda bir etki yaratmadigindan bunu motor aygitinin icadi olarak gorulmemektedirBuhar gucunun ilk faydali uygulamasiBuhar gucunun Heron tarafindan uygulamasindan sonra 1679 yilinda ilk faydali uygulama Fransiz fizikci Denis Papin den 1647 1712 geldi Icinde suyun kaynadigi ve biriken buharin suyun kaynama noktasini yukselttigi sikica kapanan bir kapagi olan duduklu tencere icat edilmisti Papin in dikkat ettigi sey daha yuksek isida kemikler yumusuyor ve et daha cabuk pisiyordu Tencereye buhar basincinin cok yukselmesine karsin bir de guvenlik vanasi eklenmisti Buhar makineleriBuhar motorunun calismasiSavery makinesi 1698 yilinda Ingiliz muhendis Thomas Savery 1650 1715 ilk ticari olarak satilan buhar makinesini yapmistir Bu makine maden ocagindan suyu disari atmak amaciyla kullanilmistir Madencinin Arkadasi olarak taninmaktaydi Calisma prensibi ise soyledir Buhar kazanindan gelen buhar odaciga dolar Odacik buhar ile doluyken uzerine soguk su dokuldugunde suya donusen buhar vakum yaratir boylece odaciktaki su seviyesi yukselir Vana yardimiyla odaya buhar doldugunda is yapilmis olur yani madenden su cekilmis olur Bu makinede vanalar insan gucuyle sirayla kapatilip acilmasi gerekmektedir Yuksek basincla calistigindan o gunun teknolojisine gore bu tip bir buhari guvenli bicimde kullanacak duzeyde degildi Ayrica gerekli buhari olusturmak icin suyu isitmada cok fazla yakit gerekliydi Bu tip makinelerin onculu olan Savery nin makinesi verimi dusuk oldugundan fazla kullanilmadi fakat kendinden sonra gelen makineler icin temel teskil etti Newcomen makinesi Newcomen makinesinin sematik gosterimi Buhar pembe su mavi ile gosterilmistir Acik vanalar yesil kapali olanlar kirmizidir 1712 de Ingiliz muhendis Thomas Newcomen 1663 1729 yeni bir tur buhar makinesi gelistirdi Bu makinenin Savery Makinesinden en buyuk avantaji pistonun bir zincir yardimiyla tahterevalli benzeri bir tur kaldiraca tutturulmus olmasiydi Bu kaldiracin diger ucu ise bir tur tulumbaya baglanmisti Piston silindirin en ust noktasinda iken silindirin icine gonderilen soguk su buhari yogunlastiriyordu Boylece atmosferik basinc pistona asagiya dogru kuvvet uyguladigi anda su madenden yukseliyordu Buhar pistona dolunca bu cevrim tekrar ediyordu Ayrica daha az tehlikeliydi Yine de makine istenilen verime ulasamamis ve yakit tuketimi azalmamisti Watt makinesi 1764 yilinda bozulan Newcomen makinelerinden biri onarilmasi icin Iskocyali muhendis James Watt a verildi makineyi onaran Watt ayni zamanda randimani dusuk bu makineyi gelistirmek de istedi Arkadasi Iskoc kimyaci Joseph Black tan gizli isiyi ogrenmis olan Watt ayni odayi surekli isitip sogutmanin ne kadar israfli bir sey oldugunu anladi ve aklina iki oda yapma fikri geldi Biri surekli sicak digeri de surekli soguk tutulacakti Buhar isini yaparken sicak odada bulunacakti ve su haline getirilmesi gerektiginde supaplar sistemiyle soguk odaya alinacakti Watt 1781 yilina gelindiginde makinesini iyice gelistirmis ve pistonun ileri geri hareketini ustalikla bir tekerlegin donme hareketine ceviren mekanik aletleri de icat etmisti Watt in makine tarihi ve makine muhendisligine katkilari cok buyuk onem tasir Buhar turbinleri 1884 yilinda Ingiliz muhendis Charles Algernon Parsons 1854 1931 ilk basarili buhar turbinini yapmistir Bu sayede yuksek hizli gemi yapimi kolaylasmis Jeneratorlerin de kullanilmasi kolaylasmistir Buhar makinesinin verimiJames Watt in gelistirmesine ragmen buhar makinelerinin verimi halen 7 civarinda idi kalan 93 bosa giden isi olarak kayboluyordu Buhar makinesinin verimini inceleyen ilk kisi Fransiz fizikci Nicolas Leonard Sadi Carnot tur 1796 1832 1824 yilinda yayimladigi Atesin Tahrik Kuvveti Uzerine isimli kitabinda buhar makinesinin maksimum veriminin en sicak halindeki buhar ile en soguk halindeki suyun sicakligi arasindaki farka bagli oldugunu gosterdi Carnot isi ve isin birbirlerine donusmesi yolunu ilk olarak ele alan kisi oldugundan Termodinamik biliminin kurucusu kabul edilmektedir Buharli ulasim araclariBuharli gemiler 1787 yilina kadar buharli motorlar sadece su pompalarini ve tekstil makinelerini calistirmak icin kullanilmisti 22 Agustos 1787 yilinda ise Amerikali mucit John Fitch 1743 1798 ilk vapuru Delaware Nehri ne indirmistir Bir sure Philadelphia ile Trenton arasinda duzenli vapur yolculugu yapilmasini saglamistir Fakat Fitch ticari anlamda basari kazanamamistir 1807 yilina gelindiginde ise yine Amerikali mucit olan Robert Fulton saatte 8 km hizla giden adini Clermont koydugu kirk metre uzunlugundaki vapurlari Hudson Nehri nde isletmeye basladi Bu sefer Fitch in tersine ticari basari kazanildigindan Fulton vapularin mucidi kabul edilmektedir 1809 yilinda ise Moses Rogers komutasi altindaki Phoenix okyanusa acilan ilk buharli vapur oldu 1811 yilinda Mississippi Nehri uzerinde isleyen ilk gemi New Orleans faaliyete gecti Okyanusu asan ilk gemi ise 1819 yilinda Georgia Savannah tan Ingiltere deki Liverpool a besbucuk haftada ulasan Savannah isimli gemi oldu Yolculugun buyuk kismi yelkenlerin acilmasi ile bitirildiginden aslinda buharli gemi sayilmazdi 1827 yilinda Turbinlerin ve gemi pervanesinin kesfedilmesi sonucu pervanenin yan carktan daha etkili oldugu anlasildi ve gemi teknolojisi hizla gelisti Buharli Lokomotifler Buharli lokomotifin calismasi Ilk buharli motorlarin gemilerde kullanilmasindan sonra 1804 yilinda Richard Trevithick bir vagonun sasesi uzerine sabit bir buhar motoru yerlestirerek dunyanin ilk buharli lokomotifini uretti Yaptigi ozel yolda lokomotifini hareket ettirerek gosteri duzenlemis fakat bundan ticari bir kazanc elde edememistir 1825 yilina gelindiginde ise Ingiliz mucit George Stephenson gelistirilmis buharli motorlardan faydalanarak ilk buharli lokomotif denebilecek ve adina Rocket dedigi araci yapti Buharli otomobil Bilinen ilk ornek Fransiz muhendis Nicolas Joseph Cugnot tarafindan yapilan Fardier dir Nicholas Joseph Cugnot kucuk olcekte yaptigi iki kazanli Newcomen makinesini uc tekerlekli bir arabaya yukleyerek 1769 yilinda deneme yapmistir Fakat buharlasma yoluyla azalan kazan suyunu yenileyecek bir sistem olmadigindan arac 15 dakikada bir durmak ve su ikmali yapip suyun kaynamasini beklemek gerekmekteydi Buhar makinesi tipleriBuhar makineleri iki ana baslikta siniflandirilabilir 1 Teknoloji kullanimina gore1 1 Pistonlu buhar makineleri 1 2 Turbinli buhar makineleri2 Uygulama alanlarina gore2 1 Duragan Sabit buhar makineleri2 1 1 Sarimli donen milli motorlar ve frekansli olarak duran ve tersine hareket edebilen basit uygulamalar 2 1 2 Nadiren duran ve tersine hareket ihtiyaci olmayan guc saglayan motorlar Tum termal guc istasyonlari degirmenler fabrikalar dd 2 2 Arac Motorlari2 2 1 Buharli bot ve gemiler 2 2 2 Buharli lokomotif 2 2 3 Buharli otomobil 2 2 4 2 2 4 1 2 2 4 2 Buharli traktor dd dd BaglantilarWikimedia Commons ta Buhar makinesi ile ilgili ortam dosyalari bulunmaktadir Kaynakca Bununla beraber ates elde etmek icin yakit olarak tarih boyunca su maddelerde kullanilmistir Kagit cop atik yag dogal gaz benzin mazot gubre kuru gres kuru ot vb Bilim ve Buluslar Tarihi Isaac Asimov Imge Kitabevi sayfa 177 Temel Britanica Ana Yayincilik 92 baskisi Cilt 4 sayfa 48 Donmus bir maddenin erimesi veya bir sivinin buharlasmasi icin gereken isi miktari Bilim ve Buluslar Tarihi Isaac Asimov Imge Kitabevi sayfa 396 Bilim ve Buluslar Tarihi Isaac Asimov Imge Kitabevi sayfa 233 Bilim ve Buluslar Tarihi Isaac Asimov Imge Kitabevi sayfa 258 a b Bilim ve Buluslar Tarihi Isaac Asimov Imge Kitabevi sayfa 264 Bilim ve Buluslar Tarihi Isaac Asimov Imge Kitabevi sayfa 273 Bilim ve Buluslar Tarihi Isaac Asimov Imge Kitabevi sayfa 286 Buyuk Buluslar Ian Harrison Dogus Grubu Iletisim ve Yayincilik sayfa 86 87