Máquina de vapor. N15. B2. 2017

Introducción

Como os hemos dicho vamos ha hablar sobre nuestra investigación: La máquina de vapor.

¿Qué es?

Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía mecánica. Tal y como leemos en la definición nos parece una cosa bastante complicado pero es más simple de lo que parece. La máquina de vapor realiza una transformación a través del calor en el agua para crear energía mecánica. El primer registro de una máquina de vapor nos lleva hasta Egipto. Allí se encontraron algunos manuscritos de Herón de Alejandría, poseía un manuscrito en donde la mencionaba, pero la máquina de vapor no era la única, los artefactos que se describen allí no se saben con certeza si fueron confeccionados por el mismo Herón.

¿Cuándo es?

Pero el inicio de la era de las máquinas de vapor empezó con Eduard Somerst (marqués de Worcester, Inglaterra) en 1663. Basándose en el principio de que si en una botella de agua de plástico metemos vapor de agua y la cerramos, cuando enfriamos el vapor, al condensarse, la botella se aplastará. Es decir el vapor de agua al enfriarse disminuye la presión. En 1663 presentó su libro "Un siglo de invenciones",donde ya plantea los principios de su máquina a vapor que elevaba volúmenes de agua. Pero se cree que el inventor no fue Somerst si no Thomas Savery.

¿Dónde se hace?

En aquella época había en Inglaterra un gran problema. El agua que inundaba las minas. Tuvo que llegar Thomas Savery (1650-1715, mecánico inglés) que mejoró la máquina de Somerset y la patentó. Esto hace que se le considere el verdadero inventor de la máquina de vapor, ya que su máquina si se comercializó e incluso fue evolucionando. En su época constituyó un gran avance en la industria minera, resolviendo el problema del agua en las minas.

Metodología

¿Cómo funcionaba la máquina de Watt?

Podemos apreciar como el vapor entra por los dos lados del pistón. En la carrera ascendente entra el vapor por A y empuja el pistón hacia arriba. Una vez arriba entra el vapor por C y lo empuja hacia abajo, haciendo que el vapor anterior pase al condensador por D enfriándose fuera del cilindro. Cuando metemos de nuevo vapor por debajo (por A) sube empujando el vapor de la parte superior hacia el condensador ya que C está cerrada y B abierta. Esto hace que empuje el agua que hay dentro del condensador por D de nuevo hacia la caldera. También se aprecia el mecanismo de biela-manivela para transformar el movimiento rectilíneo en circular.

Funcionamiento de la Máquina de Savery

La máquina de Savery utilizaba el vació que hacía el vapor de agua al condensarse para extraer el agua del fondo de las minas de la siguiente manera (ver ilustración de abajo). Calentamos el agua el en depósito 1 y se convierte en vapor. Abrimos la válvula 3 y metemos el vapor en el depósito 2. Como en este momento la Ve (válvula de entrada) está cerrada y la Vs (válvula de salida) está abierta, el vapor empuja el agua del depósito 2 hacia arriba saliendo por 5 (Esto podría ser el primer ciclo de la máquina). Ahora cerramos 3 y el vapor como está en contacto con el agua líquida se enfría y hace el vacío, succionando el agua del fondo de la mina 4, y subiendo al depósito 2 (este podría ser el 2º ciclo tiempo). En este momento volvemos abrir la válvula 3 y se repite el proceso.