Una máquina de vapor es una máquina térmica que convierte la energía térmica del vapor en energía mecánica. El principio básico de funcionamiento es el siguiente:
- Una caldera convierte el agua en vapor bajo presión.
- Luego, el vapor se dirige a un cilindro, donde se expande y empuja un pistón.
- El pistón está conectado a un cigüeñal, que convierte el movimiento alternativo del pistón en movimiento giratorio.
- El movimiento giratorio del cigüeñal se utiliza para alimentar diversos dispositivos, como bombas, generadores y locomotoras.
2. La Caldera
La caldera es el corazón de la máquina de vapor. Es donde el agua se convierte en vapor. La caldera suele ser un recipiente cilíndrico de acero con una cámara de combustión en un extremo. La cámara de combustión es donde se quema el combustible (normalmente carbón o madera). Los gases calientes del hogar circulan alrededor de la caldera, calentando el agua y provocando que se convierta en vapor.
La presión del vapor está controlada por una válvula de seguridad. La válvula de seguridad es una válvula accionada por resorte que se abre cuando la presión dentro de la caldera alcanza un nivel predeterminado. Esto evita que la caldera explote.
3. El cilindro
El cilindro es donde el vapor hace su trabajo. El cilindro es un recipiente cilíndrico de acero con un pistón en su interior. El pistón es un disco metálico que está unido a un cigüeñal. A medida que el vapor se expande, empuja el pistón hacia abajo en el cilindro. El pistón está conectado al cigüeñal, que convierte el movimiento alternativo del pistón en movimiento giratorio.
4. El cigüeñal
El cigüeñal es un eje giratorio que convierte el movimiento alternativo del pistón en movimiento giratorio. El cigüeñal está conectado a las ruedas de la locomotora, o al generador o bomba que impulsa la máquina de vapor.
5. El condensador
El condensador es un dispositivo que condensa el vapor nuevamente en agua. El condensador suele ser un recipiente cilíndrico de acero con una serie de tubos que lo atraviesan. El vapor se dirige a través de los tubos y el agua fría del río o lago circula alrededor de los tubos, lo que hace que el vapor se condense nuevamente en agua.
Luego, el agua condensada regresa a la caldera, donde se calienta nuevamente y se convierte nuevamente en vapor.
6. El sistema de lubricación
El sistema de lubricación es fundamental para el buen funcionamiento de la máquina de vapor. El sistema de lubricación hace circular aceite alrededor de las partes móviles del motor, como el pistón, el cigüeñal y los cojinetes. Este aceite ayuda a reducir la fricción y el desgaste, y también ayuda a evitar que el motor se sobrecaliente.
7. La máquina de vapor en acción
Cuando la máquina de vapor está en funcionamiento, se producen los siguientes pasos:
- Se enciende el hogar y se quema el combustible (normalmente carbón o madera).
- Los gases calientes del hogar circulan por la caldera calentando el agua y provocando que se convierta en vapor.
- El vapor se dirige al cilindro, donde se expande y empuja el pistón hacia abajo del cilindro.
- El pistón está conectado al cigüeñal, que convierte el movimiento alternativo del pistón en movimiento giratorio.
- El movimiento giratorio del cigüeñal se utiliza para alimentar diversos dispositivos, como bombas, generadores y locomotoras.
La máquina de vapor es una máquina potente y versátil que se ha utilizado para diversos fines desde su invención en el siglo XVIII.
