Les machines à vapeur convertissent l’énergie stockée dans la vapeur en énergie mécanique. Cette conversion se produit grâce à une série de processus impliquant le chauffage de l'eau, la génération de vapeur et son utilisation pour entraîner des pistons ou des turbines.
Composants d'une machine à vapeur :
1. Chaudière :La chaudière chauffe l'eau pour produire de la vapeur à haute pression. Il se compose d’un four, d’une chambre à eau et d’une sortie de vapeur.
2. Piston :Un piston cylindrique se déplace d'avant en arrière dans un cylindre.
3. Cylindre :La chambre cylindrique dans laquelle se déplace le piston.
4. Vannes d'entrée et de sortie de vapeur :Ces vannes contrôlent le débit de vapeur entrant et sortant du cylindre.
5. Bielle :Relie le piston au vilebrequin.
6. Vilebrequin :Convertit le mouvement alternatif du piston en mouvement rotatif.
7. Volant :Fournit une inertie pour maintenir le bon fonctionnement du moteur et régule les fluctuations de vitesse.
Processus de travail :
1. Génération de vapeur :La chaudière brûle du combustible (charbon, bois ou fioul) dans son four, chauffant l'eau à l'intérieur.
2. Vapeur haute pression :L'eau chauffée se transforme en vapeur à haute pression.
3. Entrée Steam :La vanne d'entrée de vapeur s'ouvre, permettant à la vapeur haute pression d'entrer dans le cylindre.
4. Mouvement du piston :La vapeur exerce une force sur le piston, le faisant se déplacer d'avant en arrière à l'intérieur du cylindre.
5. Production d'électricité :Le mouvement du piston est transféré au vilebrequin via la bielle, convertissant le mouvement linéaire en mouvement rotatif.
6. Échappement de vapeur :Une fois que le piston atteint la fin de sa course, la vanne de sortie de vapeur s'ouvre et la vapeur d'échappement est évacuée.
7. Répéter :Ces étapes se poursuivent lorsque les vannes d'entrée et de sortie de vapeur s'ouvrent et se ferment alternativement, entraînant le mouvement continu du piston et générant de l'énergie.
Les moteurs à vapeur ont trouvé de nombreuses applications dans diverses industries au cours de la révolution industrielle, fournissant la puissance mécanique nécessaire au fonctionnement des machines, des locomotives, des navires et d'autres équipements. Bien qu’elles aient été largement remplacées par des moteurs à combustion interne et des turbines plus efficaces à l’époque moderne, les moteurs à vapeur restent importants en tant que symboles des progrès technologiques qui ont ouvert la voie à l’industrialisation.
