Як працює паровоз?
Паровоз використовує енергію пари високого тиску. Цей перегрітий пар штовхає ряд поршнів, які за допомогою сполучних тяг (малюнок нижче) змушують обертатися колеса. Відносна простота конструкції і надійність паровоза зробили його найпопулярнішим засобом пересування з часу появи перших локомотивів на початку 1800-х років і до кінця другої світової війни.
Хоча паровози і зараз широко використовуються в Індії та Китаї. Проте їх головним недоліком є низький коефіцієнт корисної дії: навіть у кращих паровозах не більше 6 відсотків енергії, що виділяється при згорянні вугілля, переходить в енергію руху.
Схема паровоза
У сучасному паровому двигуні вугілля на згоряння подається автоматично з тендеру в топку. Де він і згорає при температурі близько 2 550 градусів за Фаренгейтом (що відповідає 1 400 ° С). Холодна вода, запаси якої теж зберігаються в тендері, двічі нагрівається в паровому котлі і перетворюється на перегрітий пар високого тиску. Цей пар, потрапляючи потім в циліндри, рухає поршні і змушує крутитися колеса поїзда. Частина пара, остигаючи, перетворюється знову в воду і повертається в паровий котел. Решті пар викидається назовні через димар.
Повторне використання пара
Пар, який відпрацював на порушених, все ще гарячий. У деяких конструкціях паровозів частина відпрацьованого пара використовується для попереднього підігріву холодної води – перед тим, як ця вода надходить у паровий котел.
Збільшення температури
Усередині котла
Тепла вода, що знаходиться всередині водотрубними котла, проходить по трубах, оточуючим топку, і перетворюється на пару. Потім цей пар по іншим трубам проходить вже всередині топки.
Поршень, що приводиться в рух парою
4 такту роботи поршня
Відкривається лівий поршневий клапан, і пар під високим тиском входить в циліндр (як показано на (1) малюнку зверху). Пар змушує поршень рухатися направо і повертає колесо (2.). Потім лівий клапан закривається. Відкривається правий клапан, і свіжий пар потрапляє на іншу сторону поршня (3). Тепер під дією енергії пари поршень повертається в початкове положення, змушуючи колесо до цього часу проробити один оборот (4). Далі все повторюється спочатку.