Vad är en ångmotor?
En ångmotor är en motor som använder ånga för att driva sig själv. Det är en av de äldsta motorerna med cirka 2000 år tillbaka. Motorn har spelat en viktig roll i den industriella revolutionen och i den moderna världen står den för mer än hälften av elen i hela världen.
Det finns i princip två delar till en ångmotor: en motor och en ånggenerator. En motor kan också innehålla kondensatorer för att samla upp ångan och returnera den som vatten till systemet, supervärmare för att låta ångan nå temperaturer som det inte skulle uppnå naturligt, och pumpar för att ge ett jämnt vattenflöde. Traditionellt tillhandahölls värme genom att bränna något, vanligtvis antingen trä eller kol, i en ånglåda. I modern tid kan denna värme istället tillhandahållas genom att trycka på geotermisk värme eller genom att skapa kärnreaktioner och fånga upp värmen från den processen.
Hjälten i Alexandria beskrev den tidigaste kända ångmotorn under 1000-talet. Denna typ användes inte för någon form av verklig kraftproduktion utan tjänade snarare som en modell för att upptäcka egenskaperna hos själva ångan. Några av de mest djupgående experimenten med ånga gjordes av Giovanni Brance i början av 1600-talet och Taqi al-Din i mitten av 1500-talet.
I slutet av 1600-talet skapade Thomas Savery den första riktigt praktiska ångmotorn. Han använde den för att driva vattenpumpar, som, trots vissa brister, användes i en begränsad kapacitet i gruvdrift. På mindre än två decennier uppfann Thomas Newcomen en ännu mer användbar version, som såg mycket bredare användning dränera gruvor. Inte länge efter förbättrade James Watt effektiviteten i Newcomens motor enormt, vilket skapade en som fungerade ungefär 400% mer för samma mängd kol.
Watts ångmotor var ett enormt steg i den industriella revolutionens framsteg. Innan detta behövde man bygga fabriker bredvid rinnande floder för att driva vattenhjul. Watts uppfinning innebar att fabriker kunde byggas var som helst, så kärnan i den industriella revolutionen kunde spridas utbrett och snabbt.
På 1800-talet krymptes ångmotorn avsevärt och effektiviserades ännu mer. Detta innebar att det faktiskt kunde placeras på ett fordon, vilket ledde till en viss ganska excentrisk ångdriven transport under en kort tid under den viktorianska eran.
Den mest ikoniska ångmotorn är förmodligen den på en ånglok. Detta är en relativt ineffektiv motor, eftersom det mesta av spillvärmen bara ventileras ut i atmosfären och lite av vattnet återvinns, men det var ändå en stor användning av ångkraft under många år. I modern tid är människor mycket mer benägna att hitta en som en del av ett kraftverk. Energi genereras, ofta genom förbränning av kol eller en kärnreaktion, och att värmeenergi drivs sedan genom vatten, som förvandlas till överhettad ånga. Denna ånga vrider sedan turbiner som genererar elektricitet. Även om många tänker på ångmotorer som en saga historia, är de faktiskt den viktigaste motorn i den moderna världen, och det finns mycket arbete för att utveckla nya framsteg och effektivitetsförbättringar.