Genel

Sanayi Devriminin Mimarı: Buharlı Makineler

Sanayi devriminin etkisi ile 18. yüzyıl başlarında değişmeye başlayan toplumsal yapı, dünya için geri dönülemeyecek bir değişimin başlangıcı olmuştur.Bundan sonra dünyada makineler, sesleri hiç susmayacak bir mesaiye başlamıştır. Buharlı Makineler, buharın içinde var olan ısı enerjisini , mekanik enerjiye dönüştüren dıştan yanmalı motordur.  Peki buharlı makine nasıl icat edilmiştir ? Sanayi Devriminin Mimarı: Buharlı Makineler adlı yazımızda buharlı makineler tarihine kısa bir yolculuk yapacağız. İyi okumalar.

Bilinen İlk Buharlı Makine

Bilinen ilk buharlı makine, Mısırlı mühendis Heron’un I. yüzyılda 50 yıllarına doğru İskenderiye’de uçları birbirlerine zıt yönleri gösteren eğik iki tüpün yerleştirildiği oyuk bir küreden yapılan türbindir. Su kaynatıldığında buhar borulardan çıkmakta ve etki tepki sonucunda kürenin dönmesini sağlamaktaydı. Heron, buharlı bir motor ya da türbin icat etmiş olmasına rağmen yaşadığı toplumda ilgi çekmedi.

Aeolipile illustration
Heron’un yaptığı ilk buharlı türbin

Buhar Gücünün Uygulanması

İskenderiyeli Heron’dan sonra ilk kez buhar gücünün uygulanması, Fransız fizikçi Denis Papin sayesinde olmuştur. 1679 yılında düdüklü tencerenin atasını ve aynı zamanda yüksek basınçlı bir kazan olan basınçlı tencereyi icat etmiştir. Buhar basıncının çok yükselmesine karşın güvenlik vanası da eklenmişti. 1687 de kaleme aldığı bir inceleme yazısında almaşık olarak çalışan bir pistonla iş gören bir su kaldırma makinesinin ilk kuramını vermişti. 1698 de ingiliz mekanikçi Thomas Savery aynı ilkeye göre çalışan bir buhar pompasının patentini aldı.

 

Denis Papin

Demir Cevheri Nedir? Nerelerde Kullanılır? Adlı Yazımızı Buradan Okuyabilirsiniz.

Thomas Savery

İngiliz mühendis Thomas Savery (1650-1715), 1698 yılında  madendeki suyu dışarı atmak için kullanılan ve buharla çalışan bir tulumba yaptı. Bu tulumba, yüksek basınçla çalıştığı için o dönemin teknolojisine göre güvenli bir kullanım sağlamıyordu. Ayrıca gerekli buharı oluşturmak için suyu ısıtmada çok fazla yakıt tüketiyordu. Buharlı makinelerin öncülü sayılan Savery’nin buhar makinesi, verimsiz olduğu için fazla kullanılamamıştır. Fakat kendinden sonra gelen buharlı makinelerin temelini oluşturmuştur.

Thomas Newcomen

1712 ‘de bir diğer İngiliz mühendis Thomas Newcomen (1663-1729), yeni bir tür buhar makinesi icat etti.  Bu makinenin Savery’nin buharlı makinesine göre avantajı pistonun bir zincir yardımıyla tahterevalli benzeri bir tür kaldıraca tutturulmasıdır. Bu kaldıracın diğer ucu ise bir tür tulumbaya bağlıydı.  Piston silindirin en üst noktasında iken silindirin içine gönderilen soğuk su buharı yoğunlaştırıyordu. Böylece atmosferik basınç pistona aşağıya doğru kuvvet uyguladığı anda su madenden yükseliyordu. Buhar pistona dolunca bu çevrim tekrar ediyordu. Ayrıca daha az tehlikeli olmasına rağmen bu buharlı makine de istenilen verime ulaşmamıştı ve yakıt tüketimi azalmamıştı.

361f54f7549473c64863222c821f734a088100car1 659 654v2 hq
Buharlı Makine

James Watt

1764 yılında Newcomen makinelerinden birinin bozulması üzerine  tamir edilmesi için İskoçyalı mühendis James Watt’a verildi.  Watt,randımanı düşük bu  buharlı makineyi yalnızca tamir etmekle kalmadı aynı zamanda geliştirdi. Kimyacı arkadaşı Joseph Black’ten gizli ısıyı öğrenen Watt, aynı odayı sürekli ısıtıp soğutmanın ne kadar israflı bir şey olduğunu anladı ve aklına iki oda yapma fikri geldi. Biri sürekli sıcak, diğeri de sürekli soğuk tutulacaktı. Buhar işini yaparken sıcak odada bulunacaktı ve su haline getirilmesi gerektiğinde supaplar sistemiyle soğuk odaya alınacaktı. 1781 yılına gelindiğinde makinesini iyice geliştirmiş ve pistonun ileri geri hareketini ustalıkla bir tekerleğin dönme hareketine çeviren mekanik aletleri de icat etmişti. Watt’ın makine tarihi ve makine mühendisliğine katkıları çok büyük önem taşır.

Tüm bu gelişmelere rağmen buhar makinelerinin verimi %7’den yukarı çıkamamıştır. Bunun üzerine  Fransız fizikçi Nicolas Leonard Sadi Carnot makinelerin verimini incelemiştir. Ayrıca 1824 yılında  Ateşin Tahrik Kuvveti Üzerine adlı bir kitap yayımlamıştır.  Bu kitabında buhar makinesinin maksimum veriminin en sıcak halindeki buhar ile en soğuk halindeki suyun sıcaklığı arasındaki farka bağlı olduğunu gösterdi.  Carnot ısı ve işin birbirlerine dönüşmesi yolunu ilk olarak ele alan kişi olduğundan Termodinamik  biliminin kurucusu kabul edilmektedir.

SES.1re.2.VER .machine.a.vapeur retouche

İlk Buharlı Gemiler

1787 yılına kadar buharlı motorlar sadece su pompalarını ve tekstil makinelerini çalıştırmak için kullanılmıştır . 22 Ağustos 1787 yılında ise Amerikalı mucit  John Fıtch ilk vapuru Delawere Nehri’ne indirmiştir. 1807 yılına gelindiğinde ise yine Amerikalı mucit olan Robert Fulton saatte 8 km hızla giden adını Clermont koyduğu kırk metre uzunluğundaki vapurları Hudson Nehri’nde işletmeye başladı. Fitch’in tersine ticari başarı kazanıldığından Fulton, vapurların mucidi kabul edilmektedir. 1809 yılında ise Moses Rogers komutası altındaki Phoenix okyanusa açılan ilk buharlı vapur oldu. 

Kaynak: https://tr.wikipedia.org/wiki/Buhar_makinesi

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu