Buhar Makinesi, bir kazanda basınç altında tutulmuş buharı kullanarak pistonları hareket ettirmektedir. Yanan yakıttaki ısı enerjisini mekanik enerjiye dönüştürür.
Su, açık bir kapta kaynadığında kendi hacminin 2 bin katı buhar üretir. Su, kapalı bir depoda kaynadığında buhar genişleyemez. Buna karşın, basıncı artar.
Buhar motorları basınç altında tutulmuş buharı, ısıtılmış kazandan çıkarıp silindirlerin içinde genişlemesini sağlar. Piston silindirin ucuna yaklaştığında, bir vana açılır ve basınç altında tutulmuş buhar pistonu aksi yöne iter. Bu olurken, pistonun diğer ucundaki buhar kaçar. Bir bağlama çubuğu ve krank, pistonun geri ve ileri hareketini, şaftın dönmesine çevirir.
Thomas Nowcomen (1663-1729), ilk buhar makinelerinden birini 1705’te yaptı. Bu madenlerden su pompalamada kullanılırdı.
Buhar Makineleri Tarihi
İlk buhar makinesinden bazıları, 18. yüzyılın başlarında, Thomas Newcomen tarafından yapılmıştır. Bunlar, madenlerden su pompalamada kullanılır. 1760’ larda, James Watt ilk tasarımları geliştirdi.
Britanyalı mucit James Watt (1736-1819), ilk pratik buhar makinesini geliştirdi. 1764’te, fazlalık buharı tekrar kullanılmak üzere suya çeviren bir toplayıcı icat etti.
18. yüzyılın sonlarında, buhar makinesi, fabrikalardaki makineleri çalıştırmada kullanılırdı. 1804’te, Britanyalı mühendis Richard Trevithick (1771-1883), ilk buharlı lokomotifi yapmıştır. Buharlı lokomotifler, 1960’lara dek yaygın olarak kullanılmıştır.
Buhar Türbinleri
1884’te İrlandalı mühendis Charles Parsons (1854-1931), genişleyen buhar kullanarak şaftı döndüren bir türbin icat etti. 1897’de Parsons Turbinia adı verilen buhar-türbin-güçlü gemiyi inşa etti. Bu zamanının en hızlı gemisiydi.
Buhar türbinlerinin, piston motorlarına göre bir avantajı vardır. Şaftı döndüren bağlama çubuğu ve krank yerine bunlar, doğrudan dönme hareketini üretir. Buhar makinesi piston motorlardan daha yumuşak bir şekilde çalışır, daha verimlidir ve aynı güçteki piston motorlardan daha az yer kaplar.
Bugün, buhar türbinleri en çok elektrik santrallerinde ve nükleer güçle çalışan gemilerin itici gücü olarak kullanılır.
