Készítette: Csala Flórián Gőzgép Készítette: Csala Flórián

A gőzgép hőerőgép, amely a gőz energiáját mechanikai munkává alakítja A gőzgép hőerőgép, amely a gőz energiáját mechanikai munkává alakítja. Az első kezdetleges gőzmeghajtású szerkezetet Alexandriai Hérón találta fel az i. e. 1. században, de az csak érdekesség, játékszer maradt. Az első igazi gőzgép feltalálójaként James Wattot tartjuk számon, azonban kifejlesztéséhez sokan hozzájárultak. A modern gőzgép megalkotásától (1769) számítjuk az ipari forradalom kezdetét.

A gőzgépet szivattyúk, gőzmozdonyok, gőzhajók és gőzüzemű traktorok hajtására használták, az ipari forradalomban szinte kizárólagos energiaforrásként szerepelt. Tulajdonképpen a gőzturbina is a gőzgépek egy fajtája, mely jelenleg is fontos szerepet tölt be az energiaellátásban.

A gőzgép működtetéséhez szükség van egy gőzkazánra, mely a vizet felforralja és nagy nyomású gőzt szolgáltat. Bármely hőforrás használható gőz előállítására, leggyakrabban fa, kőszén és olaj a használatos tüzelőanyagok. A gőz kitágul és megmozgat egy dugattyút, ezt a haladó mozgást egy mechanizmus általában forgómozgássá alakítja át, mely további gépeket hajt.

Fajtái Kialakítás szerint a legtöbb gőzgép dugattyús gőzgép vagy gőzturbina. Felhasználás szerint Stabil gőzgépek: helyhez kötve dolgoznak. További két részre oszlanak: Gőzgépek, melyeket üzemük közben gyakran le kell állítani és reverzálni (ellenkező irányban elindítani), például a sodrony készítő gépeket vagy acélhengerművet hajtó gőzgépek.

Állandó üzemű gépek, ilyenek az erőművekben, gyárakban, malmokban alkalmazott gőzgépek, valamint a villamos hajtások előtt széles körben használtkábelvasút és drótkötélpálya hajtását ellátó gőzgépek. Szivattyúk, például Schwade-féle gőzszivattyú vagy a pulzométer, melyeket manapság a villamos szivattyúk már kiszorítottak.

Járművek hajtására szolgáló gőzgép Hajók és csónakok meghajtása Szárazföldi járművek hajtása Gőzmozdony Gőzautó Gőzüzemű úthenger Hóeke Vontatógép

Kettős működésű gőzgép

Többszörös expanziójú gőzgép

Miért használják még mindig? A gőzgép legnagyobb előnye az, hogy bármilyen forrásból származó hőenergiát mechanikai munkává tud alakítani. A belsőégésű motorok csak igen szűk határok között változtathatják üzemanyagukat, a gőzgépeknél viszont közömbös, milyen forrásból származik a gőzképzéshez szükséges hőenergia. A nukleáris energiahasznosítása nem is volna lehetséges gőz felhasználása nélkül. A gőz előállításához néha égésre sincs szükség. Naperőművekben gőzt lehet előállítani egy központi hőtermelő torony és megfelelően mozgatott tükrök segítségével.

Hatásfok Egy gép hatásfokát úgy tudjuk kiszámítani, ha a gép által szolgáltatott mechanikai munkát elosztjuk a gép működtetéséhez szükséges üzemanyag elégetéséből származó hőenergia mennyiségével. A két energia különbsége a hasznos munka számára elvész és a környezetet melegíti. Egyetlen hőerőgép hatásfoka sem lehet jobb a Carnot-körfolyamat ideális hatásfokánál, ahol a hő egy magasabb hőmérsékletű tartályból egy alacsonyabb hőmérsékletű tartályba áramlik munkavégzés közben. A Carnot-körfolyamat hatásfoka a két tartály hőmérséklet-különbségének és a magasabb hőmérsékletű tartály abszolút hőmérsékletének a hányadosa.

A gyakorlatban a kazán-gőzgép rendszer hatásfoka abban az esetben, ha a kiömlő gőz atmoszferikus nyomáson a szabadba távozik, kb. 5%, azonbangőzkondenzátor alkalmazásával a hatásfok 25%-ig növelhető. Kombinált ciklus esetén, ahol a tüzelőanyag elégetése először egy gázturbinát hajt és csak utána használják gőzfejlesztésre, a hatásfok 60% is lehet. Hőhasznosítás esetén, amikor is a rendszerből távozó hőenergiát fűtésre használják, az összhatásfok 90%-ot is elérhet.