Wie funktioniert eine Dampfmaschine?

4 Antworten

Es gibt mittlerweile eine ganze Reihe von verschiedenen Konstruktionen für Dampfmaschinen. Alle basieren aber auf einem Grundprinzip: in einem Druckbehälter wird durch eine externe Wärmequelle Wasser bis zum Siedepunkt erhitzt. Der dadurch entstehende Dampf steht unter hohem Druck und wird oberhalb des Wasserspiegels durch eine Leitung abgezapft und zu einem Druckkolben geleitet. Dieser wird dadurch weggedrückt und leistet die gewünschte Arbeit. Am Ende seines Weges wird im Zylinder, der diesen Kolben umschließt, ein Ventil geöffnet, durch das der nun expandierte und abgekühlte Dampf entweichen kann. Dadurch kann sich der Kolben wieder in seine Ursprungsposition zurückbewegen und das Spiel beginnt von Neuem. In seiner einfachsten Form funktioniert dieses Prinzip bei der sogenannten Dampframme. Dampfmaschinen als Antriebsmotoren wandeln die lineare Bewegung des Kolbens über ein Schiebegestänge und daran angelenkte Pleuelstangen in eine Drehbewegung an einem Rad um. Hierzu verwendet man in der Regel einen doppelt wirkenden Kolben, der sowohl in der Druck - als auch in der Zugbewegung von Dampf angetrieben wird. Hierzu sind Ventile nötig, die in den jeweiligen Endlagen des Kolbens dafür sorgen, dass der verbrauchte Dampf entweichen kann und dafür auf der jeweils anderen Seite frischer, unter Druck stehender Dampf den Kolben wieder zurückdrückt.

WIE FUNKTIONIERT EINE DAMPFMASCHINE 1)Das im Kessel befindliche Wasser wird durch Feuer zum Kochen gebracht .Es entsteht Dampf , der einen Dampfdruck (blau schrafiert) im Kessel erzeugt . Da der Kessel geschlossen ist , kann der Dampf nur durch die Dampfleitungsrohre zum Zylinder / Kolben entweichen.

2) Die Dampfzufuhr (blau schrafiert) erfolgt nur über die linke Seite , da die anderen Öffnungen durch die Stellung der Schieberstange geschlossen sind. Der Dampf drückt den Kolben nach rechts. Der sich hier im Zylinder befindliche Abdampf (grün schrafiert) wird vom Kolben herausgedrückt.
3) Kurz vor dem Todpunkt des Kolbens schaltet die Schieberstange um. Die Dampfzufuhr ist unterbrochen und wird anschließend umgesteuert . Der Tod - punkt (die Stellung des Kolbens , bei der kein Dampf auf den Kolben einwirken kann , da alle Öffnungen geschlossen sind) wird durch die Schwungmasse des Schwungrades überwunden.
4) Nachdem die Schieberstange die Dampfzufuhr jetzt für die rechte Seite freigegeben hat, drückt der Dampf den Kolben nach links zurück . Der im Zylinder befindliche Abdampf wird vom zurückgehenden Kolben herausgedrückt .

Eine Dampfmaschine setzt Wärmeenergie in Bewegungsenergie um. Dazu wird ein einem Kessel Wasser erhitzt, der die Wärmeenergie zu mindestens einem, meist aber oder sogar vier Zylindern transportiert, wo er sich entspannt und damit die Kolben in den Zylindern in Bewegung setzt. Je höher der Dampf erhitzt werden kann, um so mehr Energie kann er transportieren. Damit wächst der Wirkungsgrad der Dampfmaschine.

Lieber MacJohn, die Antwort enthält einen sachlichen Fehler! Je heißer der Dampf ist, desto höher wird die abgegebene Leistung der Dampfmaschine. Wegen der damit verbundenen höheren Wärmeverluste sinkt aber der Wirkungsgrad.

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