Historia y definición de motor térmico
En el siglo I d.C., Alejandro Hero diseñó el prototipo de la máquina de vapor.
En 1698, Thomas Savery construyó una bomba de agua con motor de vapor.
En 1712, la máquina de vapor mejorada por el inglés Thomas Newcomen era muy ineficiente y sólo podía utilizarse para el drenaje de las minas de carbón.
En 1764, el inglés James Watt se interesó por este tipo de máquinas cuando estaba reparando la máquina de vapor de Newcomb.
Realizó mejoras muy importantes en el motor Cowgate y creó la primera máquina de vapor práctica.
Watt no fue la primera persona en inventar la máquina de vapor.
La primera gran innovación de Watt fue la adición de una cámara de condensación separada, patentada en 1769.
También aisló el cilindro de vapor del mundo exterior e inventó el motor de doble efecto en 1782.
Combinados con algunas innovaciones menores, estos inventos hicieron que la máquina de vapor fuera al menos cuatro veces más eficiente.
De hecho, una mayor eficiencia marca la diferencia entre un equipo llamativo y una máquina de gran valor industrial.
En 1781, Watt también inventó un conjunto de engranajes que convertían el movimiento alternativo de la máquina de vapor en movimiento de rotación.
Este conjunto de engranajes aumenta el uso de las máquinas de vapor.
Watt también inventó el gobernador centrífugo (1788), el manómetro (1790), contadores, indicadores, válvulas de mariposa y muchos otros instrumentos que pueden ajustar automáticamente la velocidad de funcionamiento de las máquinas de vapor.
El propio Watt no tenía muy buena visión para los negocios.
En 1775, sin embargo, formó una sociedad con Marlowe Burton, un hombre de negocios e ingeniero muy capaz, para formar Watt & Burton Company.
La empresa produjo una gran cantidad de máquinas de vapor y ambos accionistas se hicieron ricos.
No se puede subestimar la importancia de la máquina de vapor.
Por supuesto, muchos otros inventos aparecieron durante la Revolución Industrial, como la minería, la fundición y muchas máquinas industriales.
Varios de estos inventos, como la lanzadera de poleas (John Kay, 1733) y la máquina de hilar Leni (método James Hargraves, 1764), precedieron al trabajo de Watt.
La mayoría de los demás inventos representaron sólo cambios menores, y ninguno por sí solo jugó un papel decisivo en la Revolución Industrial.
Sin embargo, las máquinas de vapor son diferentes. Desempeña un papel clave. Sin él, la Revolución Industrial sería irreconocible.
Antes, aunque los molinos de viento y las norias tenían ciertos usos, la principal fuente de energía siempre había sido el cuerpo humano, lo que limitaba gravemente la productividad industrial.
Con la invención de la máquina de vapor se eliminó esta limitación.
Ahora hay enormes cantidades de energía disponibles para la producción, y la producción ha aumentado dramáticamente.
El embargo petrolero de 1973 nos hizo darnos cuenta de cuán gravemente la falta de energía obstaculizaba el desarrollo de la industria. Esta experiencia nos hará darnos cuenta de la importancia del invento de Watt para la Revolución Industrial.
Además de alimentar fábricas, las máquinas de vapor tienen muchos otros usos importantes.
En 1783, el marqués Juferroy Dabans utilizó con éxito una máquina de vapor para impulsar un barco.
Richard Trevithick construyó la primera locomotora de vapor.
Sin embargo, estos dos modelos no tuvieron éxito financiero.
Sin embargo, en unas pocas décadas, los barcos de vapor y los ferrocarriles revolucionaron el transporte terrestre y acuático.
Históricamente, la Revolución Industrial se produjo casi simultáneamente con la Revolución Americana y la Revolución Francesa.
Aunque la gente no parecía tener una comprensión clara de la Revolución Industrial en ese momento, hoy podemos ver que su papel en la vida diaria humana es obviamente mucho más importante que aquellas dos grandes revoluciones políticas.
Así, James Watt es una de las figuras más influyentes de la historia.
En 1824, el francés Sadi Carnot publicó la teoría clásica de las máquinas térmicas: el principio del ciclo de Carnot.
En 1876, el alemán Nicolás Augusto inventó el motor de gasolina de cuatro tiempos.
La relación de compresión es de aproximadamente 2,5 y su eficiencia térmica es de 10~12.
En 1883, el francés G. Daimler construyó un motor de gasolina vertical con encendido por tubo de calor. En ese momento, la velocidad máxima del motor de combustión interna era de sólo 200 rpm, pero el motor de gasolina que fabricaba alcanzaba las 1.000 rpm. En 1887, el motor se instaló en un automóvil.
En 1890, la alemana K-Benz también estaba estudiando los motores de combustión interna de alta velocidad.
Inventó el método de encendido por chispa, que hizo que el motor de gasolina fuera casi del mismo tipo que el motor de gasolina de los automóviles actuales. Los motores de alta velocidad se desarrollaron rápidamente.
En 1897, el alemán Rudorf Diesel inventó el motor diésel de encendido por compresión.
En ese momento, la velocidad de la máquina alcanzaba las 172 RPM, la potencia era de 14,7 kW y la eficiencia térmica alcanzaba 26,2, que era la eficiencia térmica más alta en ese momento.
En 1926, se diseñó un turbocompresor de gases de escape para utilizar la energía de los gases de escape para comprimir el aire de admisión. Sin embargo, no era posible fabricar un turbocompresor con buen rendimiento en ese momento, por lo que la tecnología de sobrealimentación no se popularizó. durante muchos años.
Después de la Segunda Guerra Mundial, con la investigación sobre las turbinas de gases de escape, se lograron avances significativos en materiales y compresores resistentes al calor.
Los motores diésel sobrealimentados no se adoptaron hasta alrededor de 1950.
Hoy en día, los motores diésel marinos casi han alcanzado el nivel de "no sobrealimentadores inorgánicos", ¡porque el sobrealimentador puede aumentar la potencia de 1 a 3 veces!