Kuumuta vesi selleni keemispunkt ja see muutub vedelaks muutumisel gaasi- või veeauruks, mida tunneme auruna. Kui vesi muutub auruks, suureneb selle maht umbes 1600 korda, see paisumine on energiat täis.
Mootor on masin, mis muundab energia mehaaniliseks jõuks või liikumiseks, mis võib keerata kolvid ja rattad. Mootori eesmärk on toide, aurumasin annab mehaanilise jõu, kasutades auru energiat.
Aurumootorid olid esimesed edukad mootorid, mis leiutati, ja olid mootorratta tõukejõuks tööstusrevolutsioon. Neid on kasutatud esimeste rongide, laevade, tehaste ja isegi autod. Ja kuigi varem olid aurumasinad kindlasti olulised, on neil nüüd ka uus tulevik varustamaks meid geotermiliste energiaallikatega.
Kuidas aurumootorid töötavad?
Põhilise aurumasina mõistmiseks võtame näiteks aurumasina, mis leiti vanast auruvedurist, nagu on kujutatud. Veduri aurumasina põhiosad oleksid katel, liugventiil, silinder, aurupaak, kolb ja veoratas.
Katlas oleks kamin, kuhu söed sisse kühveldatakse. Kivisütt hoiti põlemas väga kõrgel temperatuuril ja seda kasutati katla soojendamiseks, et keeta kõrgrõhuauru tootvat vett. Kõrgsurve aur paisub ja väljub katlast aurutorude kaudu aurumahutisse. Seejärel juhitakse auru libisemisklapi abil, et liikuda kolvi surumiseks silindrisse. Kolvi suruva auruenergia rõhk pöörab veoratta ringi, luues veduri jaoks liikumise.
Aurumasinate ajalugu
Inimesed on auru võimsusest teadlikud olnud sajandeid. Kreeka insener, Alexandria kangelane (umbes 100 AD), katsetas auru ja leiutas aeolipiili, esimese, kuid väga töötlemata aurumasina. Aeolipiil oli metallkera, mis oli kinnitatud keeva veekeetja peale. Aur liikus torude kaudu sfääri. Kaks L-kujulist toru kera vastaskülgedel vabastasid auru, mis andis kerale tõukejõu, mis põhjustas selle pöörlemise. Kuid kangelane ei mõistnud kunagi aeolipiili potentsiaali ja enne praktilise aurumasina leiutamist pidi mööduma sajandeid.
Aastal 1698, inglise insener, Thomas Savery patenteeritud esimene toores aurumasin. Savery kasutas oma leiutist vee söekaevandusest väljapumpamiseks. Inglise insener ja sepp, 1712. aastal Thomas Newcomen leiutas atmosfääri aurumasina. Newcomeni aurumasina eesmärk oli ka kaevandustest vee eemaldamine. 1765. aastal Šoti insener James Watt asus õppima Thomas Newcomeni aurumasinat ja leiutas täiustatud versiooni. See oli Watti mootor, mis oli esimene, millel oli pöördliikumine. James Watt oli disain, mis õnnestus ning aurumasinate kasutamine sai laialdaseks.
Aurumootoritel oli sügav mõju transpordiajaloole. 1700-ndate aastate lõpuks mõistsid leiutajad, et aurumasinad võivad paate toita ja esimese kaubanduslikult eduka aurulaeva leiutas George Stephenson. Pärast 1900. aastat hakkasid bensiini- ja diiselmootoriga sisepõlemismootorid aurukolbmootoreid asendama. Kuid aurumasinad on viimase kahekümne aasta jooksul uuesti ilmunud.
Aurumasinad täna
Võib olla üllatav teada, et 95 protsenti tuumaenergia taimed kasutavad energia tootmiseks aurumasinaid. Jah, tuumaelektrijaamas kasutatakse radioaktiivse kütuse vardaid nagu auruveduris kivisütt, et vett keeta ja auruenergiat luua. Kasutatud radioaktiivsete kütuste varraste kõrvaldamine, tuumaelektrijaamade haavatavus maavärinate ja muude probleemide suhtes jätab aga üldsuse ja keskkonna ohtu.
Geotermiline energia on elektrienergia, mis saadakse maa sula sulest südamikust eralduva soojuse abil. Geotermilised elektrijaamad on suhteliselt roheline tehnoloogia. Valdkonna peamine uuendaja on Norra / Islandi geotermiliste elektrienergia tootmisseadmete tootja Kaldara Green Energy.
Päikeses töötavad soojuselektrijaamad saavad oma energia tootmiseks kasutada ka auruturbiine.