segunda-feira, 16 de maio de 2011

Máquina a vapor

Máquina a vapor 
      "Máquina a vapor transparente para a demonstração do modo de funcionamento de uma máquina a vapor oscilante, na qual o cilindro se move em torno de um eixo central e durante o seu movimento ele abre e fecha os canais de evacuação do vapor.
Placa base e roda feitas de acrílico transparente, tambor e cilindro de trabalho de quartzo a prova de calor, pelo que se pode observar muito claramente todos os movimentos. Com eixo de tração de latão com rolamentos e válvulas de segurança integradas no tambor para impedir a sobrepressão."

      A primeira idéia de máquina a vapor foi a chamada "aeolipile", feita por Heron de Alexandria. Consistia em uma pequena esfera de cobre com dois caninhos torcidos, conforme mostra a figura, e que continha água em seu interior. Colocada sobre um tripé e sobre o fogo, a água fervia e o vapor que saia pelos caninhos fazia com que a esfera rodasse.
      A primeira verdadeira máquina térmica é legada ao físico francês Denis Papin que utilizou vapor para impulsionar um mecanismo com êmbolo e cilindro. Foi Papin que inventou um aparelho semelhante à panela de pressão e, para evitar que explodisse, concebeu a primeira válvula de segurança conhecida.
      Em 1698, mais de mil anos após a máquina de Heron, surgiu a primeira máquina a vapor de interesse industrial, elaborada por Thomas Savery, um engenheiro militar inglês. Essa máquina tinha por objetivo retirar água dos poços de minas de carvão, porém poderia explodir devido à utilização de vapor a alta pressão.
      Por volta de 1712, o inglês Thomas Newcomen, aperfeiçoando as máquinas de Savery e Papin, idealizou uma nova máquina térmica que poderia ser utilizada em minas profundas com menor risco de explosões e que, além de elevar a água, poderia elevar cargas. Sua máquina foi um sucesso na Europa durante o século XVIII.
      Em 1765, James Watt, um fabricante de instrumentos para a Universidade de Glasgow, estudando uma máquina de Newcomen, procurava uma maneira de aumentar sua eficiência e minimizar os custos com o carvão utilizado como combustível. Foi, então, que elaborou uma máquina com um condensador que minimizava as perdas de calor e que possuía outras finalidades como propulsão de moinhos e tornos, pois o movimento de rotação substituiu o de sobe e desce.
      A máquina de Watt que também servia à fundição e à minas de carvão, teve grande êxito e acabaram substituindo as máquinas de Newcomen, pois além da versatilidade, consumiam três vezes menos carvão que essas. Para alguns, foi a máquina de Watt que ocasionou a Revolução Industrial.
      Foi James Watt que fixou o cavalo-vapor como unidade de medida para determinar a potência de uma máquina. Na época, considerou a carga que um cavalo poderia elevar. Hoje o cavalo-vapor é à potência necessária para elevar um metro de altura uma massa de 75 kg em um segundo.
      Foi em 1804 que as máquinas a vapor foram utilizadas para a locomoção. Richard Trevithick, um engenheiro de minas fez uma locomativa de um só cilindro com êmbolo e caldeira que carregava barras de ferro das minas de carvão.
      O motor a vapor foi utilizado nos automóveis durante o fim do século XIX e início do século XX, por mais ou menos 30 anos. O motor de maior sucesso foi fabricado por um americano chamado Stanley e esteve em uso até 1945.
      O motor a vapor é uma máquina que transforma a energia térmica do vapor em energia mecânica utilizando um êmbolo que se movimenta dentro de um cilindro, assim como a máquina de Watt. O combustível queima fora do cilindro, ou seja, é de combustão externa o que diminui a poluição. O vapor é admitido por um lado do cilindro e expluso do outro por um sistema de válvulas enquanto o pistão se movimenta.
Hoje em dia os motores dos automóveis são de combustão interna.

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