Buhar Makinesi Nedir

Buhar Makinesi Nedir – Buhar Makinesi Hakkında Bilgiler

Buhar makinasına, genellikle insanlığın gelişmesine teknolojinin yaptığı en büyük katkı gözüyle bakılır. İlk buhar makinasını izleyen iki yüzyıllık süre içinde ticaret ve sanayi, o zamana kadar görülenin çok üstünde bir hızla gelişti. Yaşamın bütün yönlerini etkileyen buhar makinası, hemen hemen yalnızca yararlı amaçlara hizmet eden bir kaç buluştan biridir.

Buhar Makinesi Nedir

Buhar Gücünün Etkisi

Buhar makinasının önemi, ilk kez kömür madenciliğinin gelişmesiyle vurgulandı. 1712’den önce sularla kaplı olan kömür yataklarında çalışmak olanaksızdı. Sonra Tho mas Newcomen (1663-1729), suyu dışarı pompalayabilecek bir buhar makinası (2) geliştirdi. Bu son derece basit bir makinaydı ve bir kaç parçası dışında bütünüyle yerel ustalar tarafından kolaylıkla yapılabilmekteydi. Ne var ki, silindirinin her vuruştan sonra soğutulması gerektiğinden, çok fazla yakıt harcıyor bu nedenle de yalnızca bol yakıt bulunan madenlerde kullanılabiliyordu.

1769’da James Watt (1738 1819) tarafından yapılan makinada (5) çalışma çevriminin sıcak ve soğuk evreleri birbirinden ayrılmıştı; böylece enerji kaybı, yakıt tüketimi üçte iki oranında düşürerek azaltıyordu. Sonuç olarak, Watt’ın makinası yakıtın az ve pahalı olduğu yerlerde de kullanılabildi.

Watt’ın makinası demir işçiliğinin gelişmesine yolaçmış, dökme demirin kolaylıkla elde edilebilir olması İngiltere’de büyük bir sınai gelişme dönemini başlatmıştır. XIX. yüzyılın ortalarına doğru,’ yatay ve düşey tip buhar makinaları ortaya çıkmış ve özellikle dokuma fabrikalarında kullanılan güçlü üretim araçları olarak geliştirilmişlerdir.

Buhar gücünün etkili olduğu başka bir alan da ulaştırmaydı. Richard Trevithick’in (1771-1833) öncülüğünde geliştirilen buharlı lokomotifler (4), kanal mavnalarından daha ucuz ve daha hızlı taşımacılık sağlayan demiryolu ağlarının kurulmasına yolaçtı. Buharlı gemiler aracılığıyla artık kıtalararası yolculuk kısa zamanda tamamlanıyor, rüzgar ve hava koşullarından bağımsız olan gemiler kullanılabiliyordu.

Buhar gücünün kullanılmasında başka bir önemli aşama da 1884 yılında Charles Parsons (1854-1931) tarafından buhar türbininin bulun-masıyle yapıldı. Bunun öncekilerden üstünlüğü, yaratılan hareketin ileri geri değil -dönen bir mil halinde elde edilmesiydi. Artık bağlantı çubuklarına, krank ve eksantrik gibi karmaşık mekanik düzenlere gerek yoktu. Bu buluşu izleyen 20 yıl içinde 70.000 BG’lik Parsons türbinleri ile çalışan transatlantiklerin, saatte 45 km’yi bulan bir hızla yol almaları gerçekleştirildi

Buhar Makinalarının Çalışma ilkeleri

Buhar makinası, buhardaki ısı enerjisini kullanılabilir güç haline dönüştürür. Suyun sıvı halden gaz haline dönüşünceye kadar ısıtılmasıyla ortaya çıkan gaza buhar denir. Eğer bu işlem kapalı bir kapta (kazanda) yapılıyorsa, ısının artırılmasıyla sıcaklık ve basınç yükselir. Isı yakıt, güneş yada nükleer reaktör gibi değişik kaynaklardan elde edilebilir. Çok kullanılan buhar makinalarında buhar basıncı bir mili döndürebilecek şekilde bağlanmış olan pistonu iter Türbinde ise buhar, memelerden püskürerek türbin çarkının kanatlarına vurur.

Bu işlem tersine de çevrilebilir. Eğer buhar yoğunlaştırıcıda soğutulursa gene su haline gelir. Kapalı bir kap içindeyken hacim küçülmesi enerjinin yenilenmesini sağlayan bir vakum yaratır. Bu iki ilke 1693’da Thomas Savery’nin (1650-1715) su pompalayan bir makinada buhar gücüyle vakumu birarada kullanmasından yaklaşık yüzyıl önce biliniyordu (1).

Buharın çalışma çevrimi sırasında yoğunlaşması, enerji kaybı demektir. Buhar makinaları, buharı en yüksek sıcaklığa çıkaracak, çevrim sırasında yoğunlaşmayı en aza indirecek ve buharı en düşük ısıda dışarı atılana değin genleştirecek şekilde tasarlanıyordu Amaç, buhardan alınabilecek en fazla ısı enerjisini almaktı. Bu da buharın, makinaya giden borular da, kazandan gelen dumanı kullanarak, kızdırıcı denen sistemle ısıtılması ile sağlandı. Modern bir santralda aşırı ısıtılmış buhar 600’C ye kadar çıkabilir. Buharı çevrimin bir bölümünde kullandıktan sonra, sıcak kazan boruları arasından geçirerek bir kez daha ısıtmak verimi artırır. Bu yolla kazandaki yakıtın vanmasıyle elde edilen ısı, buhara enerji sağlamak üzere üç kez kullanılmış olur. Dışarı atılan buhar silindir duvarlarını soğutur. Bunu önlemek için silindirin çevresi buhar gömleği denilen, kızgın buharla dolu bir kılıfla kaplanır.

Yakıt Tasarrufu

Isıdan tasarruf etmenin başka yolları da vardır. Kazana verilen suyun, buharlaşmadan önce kaynama noktasına getirilmesi yararlı olur. Ancak kazana ulaşmadan önce suyun yakıt tasarrufu sağlayacak biçimde yapılması gerekir. Bunu elde etmenin iki yolu vardır. Ekonomizer, kazandaki sıcak gazların içinden geçen borulardan oluşmuştur ve bu borulardan geçirilen su 93°C’ye kadar çıkar. Ancak, 370°C’lik bir buharlaşma sıcaklığı gerektiren modern bir santralda daha fazla ön-ısıtma gereklidir. Kazanı besleyen su, türbin sisteminin değişik noktalarından alınan ve daha önce ana türbinlere güç sağlamış olan buharla ısıtılır. Besleme suyu ısıtma ara-devresi denen bu sistem, doğrudan kazandan gelen suyun kızgın buharla önceden ısıtılmasından daha az enerji harcar

Etiketler:

Yorum yazın