De gelijkstroommachine: verschil tussen versies
| (27 tussenliggende versies door dezelfde gebruiker niet weergegeven) | |||
| Regel 1: | Regel 1: | ||
[[File: | <div align="right">[[Hoofdpagine]] | [[Stoommachine]] </div> | ||
=== | [[File:Uniflow.gif|right|400px|thumb|Gelijkstroommachine]] | ||
De | |||
===Werking=== | |||
Een stoommachine is een warmtemachine oftewel een werktuig dat in staat is warmte om te zetten in mechanische arbeid. De stoom die aan de machine wordt toegevoerd heeft een bepaalde druk. Deze druk wordt verkregen door het verhitten van water in de stoomketel. Door de druk wordt de zuiger in de cilinder van de stoommachine voortgedreven, waarbij een deel van de warmte wordt verbruikt.<br />Onze stoommachine is een zogenaamde "gelijkstroom"-stoommachine. Dit "gelijkstroom" heeft niet te maken met electriciteit, maar geeft aan dat de stoom in slechts een richting door de machine loopt, van inlaatpoort naar uitlaatpoort. Dit in tegenstelling tot de stoommachines van vorige generaties waarbij de inlaat en uitlaat via dezelfde poort verlopen. Daardoor gaat de stoom in deze machines heen en weer.[[file:bakschuif.gif|right|200px|thumb|Wisselstroommachine]] | |||
[[ | |||
===Kenmerken=== | ===Kenmerken=== | ||
Het karakteristieke kenmerk van deze stoommachine is de regeling van de stoomuitlaat door de zuiger, die als uitlaatschuif werkt. Om | Het karakteristieke kenmerk van deze stoommachine is de regeling van de stoomuitlaat door de zuiger, die als uitlaatschuif werkt. Om | ||
de zuiger de uitlaat te laten regelen moet deze zeer lang zijn, ongeveer 0,9 van de zuigerslag. De stoom wordt via het cilinderdeksel en de inlaatkleppen beurtelings aan elke kant van de cilinder toegelaten, waarbij het cilinderdeksel verwarmd wordt. Even voor het einde van de slag worden de uitlaatpoorten in het midden van de cilinder door de zuiger vrijgegeven en verlaat de afgewerkte stoom | de zuiger de uitlaat te laten regelen moet deze zeer lang zijn, ongeveer 0,9 van de zuigerslag. De stoom wordt via het cilinderdeksel en de inlaatkleppen beurtelings aan elke kant van de cilinder toegelaten, waarbij het cilinderdeksel verwarmd wordt. Even voor het einde van de slag worden de uitlaatpoorten in het midden van de cilinder door de zuiger vrijgegeven en verlaat de afgewerkte stoom de cilinder. De stoom stroomt dus steeds in dezelfde richting door de cilinder, namelijk van de uiteinden naar het midden. Vandaar de naam gelijkstroom-stoommachine. Warmtetechnisch is dit een groot voordeel. In tegenstelling tot de wisselstroom-stoommachine, waar de stoom door dezelfde poort in- en uitstroomt, vindt bij de gelijkstroomstoommachine geen omkering van de stromingsrichting van de stoom plaats en dus ook geen sterke afkoeling ter plaatse van de inlaatpoorten. De verse stoom, die via de inlaatklep de cilinder binnenstroomt, zal bij een gelijkstroommachine minder afkoelen en condenseren. Het gevolg hiervan is dat het stoomverbruik afneemt en de machine veel zuiniger wordt. De grote doorlaat van de uitlaatpoorten zorgt ervoor dat de uitstromende stoom nagenoeg geen weerstand ondervindt waardoor een gelijkmatig temperatuurverloop ontstaat van het warme instroomeinde naar het koude uitlaatmidden. Het ontbreken van uitlaatkleppen en met het plaatsen van de inlaatkleppen in de cilinderdeksels wordt de [[Begrippen#Schadelijke ruimte|schadelijke ruimte]] zeer klein, namelijk 3,8% van de cilinderinhoud. De kleine schadelijke ruimte veroorzaakt een hoge compressie. De met de hoge compressie verbonden oververhitting ondersteunt de dekselverwarming en vermindert het condensatieverlies aan de stoominlaat. | ||
Voordelen gelijkstroomstoommachine: | Voordelen van de gelijkstroomstoommachine zijn: | ||
* Eenvoudige bouw | * Eenvoudige bouw, | ||
* Lage fabricagekosten | * Lage fabricagekosten, | ||
* Geringe plaatsruimte | * Geringe plaatsruimte, | ||
* | * Hoog rendement | ||
Nadelen gelijkstroomstoommachine: | Nadelen gelijkstroomstoommachine: | ||
* Grote afmetingen en gewichten van zuiger, cilinder, zuigerstang en drijfstang | * Grote afmetingen en gewichten van zuiger, cilinder, zuigerstang en drijfstang, | ||
* Hoog vacuüm noodzakelijk. | * Hoog [[Begrippen#Vacuüm|vacuüm]] noodzakelijk. | ||
===Een halve omwenteling=== | |||
{| | |||
|- | |- | ||
| | | [[File:Zuiger dode punt voor.jpg|left|400px]] || De voorste inlaatklep is geopend en de achterste gesloten. De uitlaatpoorten zijn geopend waardoor de ruimte links van de zuiger met de condensor verbonden is. Rechts van de zuiger vindt toevoer plaats en links afvoer. | ||
Door het drukverschil rechts en links van de zuiger zal deze naar links bewegen. | |||
|- | |- | ||
| | | [[File:Zuiger begin compressie achter.jpg|left|400px]] || De voorste inlaatklep is nog steeds geopend en de achterste gesloten. | ||
De zuiger heeft de uitlaatpoorten gesloten waardoor links van de zuiger compressie plaats vindt. | |||
Als de zuiger ongeveer 10 % van zijn slag heeft afgelegd zijn de uitlaatpoorten juist gesloten en begint links van de zuiger de compressie. | |||
|- | |- | ||
| | | [[File:Zuiger begin vooruitlaat voor.jpg|left|400px]] || Beide inlaatkleppen zijn gesloten. In de cilinder vindt de [[expansie]] plaats. | ||
De zuiger staat op het punt de uitlaatpoorten te openen. Dit is het begin van de [[Indicateurdiagram#Vooruitlaat|vooruitlaat]]. Links van de zuiger vindt nog steeds [[Indicateurdiagram#Compressie|compressie]] plaats. Vlak voordat de zuiger het dode punt bereikt vindt de [[Indicateurdiagram#Voorinlaat|voorinlaat]] plaats. | |||
|- | |- | ||
| | | [[File:Zuiger in dode punt achter.jpg|left|400px]] || De achterste inlaatklep is geopend en de voorste gesloten. | ||
De uitlaatpoorten zijn geopend waardoor de ruimte rechts van de zuiger in verbinding staat met de condensor. Links van de zuiger vindt toevoer plaats en rechts afvoer. Door het drukverschil links en rechts van de zuiger zal deze zich naar rechts bewegen. | |||
|} | |} | ||
=== | ===De Stork machine=== | ||
De Stumpf horizontale gelijkstroomstoommachine type SSK 5½a werkt met condensatie en verzadigde of oververhitte stoom. | |||
De type aanduiding SSK 5½a heeft de volgende betekenis: | |||
* SSK staat voor Stork Stumpf Kleppen. | |||
* Het getal 5½ wil zeggen dat de zuigerslag 550 mm is. Bij een zuigerslag van 550 mm hoort een cilinderdiameter van 400 mm. | |||
* De zuigerslag is de weg die de zuiger in de cilinder aflegt. | |||
* De letter “a” geeft aan dat de cilinderdiameter afwijkend is namelijk 450 mm. | |||
[[File:Stumpf.jpg|right|150px|thumb|Professor Stumpf]] | |||
De gelijkstroomstoommachine is uitgevonden door professor [[Stumpf]]. De eerste gelijkstroomstoommachines werden gebouwd in 1908. | |||
De | |||
[[File: | |||
De | |||
[[ | |||
De | |||
===Voor / Achter === | |||
De voorkant van de machine bevindt zich aan de vliegwielkant, de achterkant dus aan de andere kant, het einde van de machine. | |||
Huidige versie van 15 aug 2017 om 13:44
Werking
Een stoommachine is een warmtemachine oftewel een werktuig dat in staat is warmte om te zetten in mechanische arbeid. De stoom die aan de machine wordt toegevoerd heeft een bepaalde druk. Deze druk wordt verkregen door het verhitten van water in de stoomketel. Door de druk wordt de zuiger in de cilinder van de stoommachine voortgedreven, waarbij een deel van de warmte wordt verbruikt.
Onze stoommachine is een zogenaamde "gelijkstroom"-stoommachine. Dit "gelijkstroom" heeft niet te maken met electriciteit, maar geeft aan dat de stoom in slechts een richting door de machine loopt, van inlaatpoort naar uitlaatpoort. Dit in tegenstelling tot de stoommachines van vorige generaties waarbij de inlaat en uitlaat via dezelfde poort verlopen. Daardoor gaat de stoom in deze machines heen en weer.
Kenmerken
Het karakteristieke kenmerk van deze stoommachine is de regeling van de stoomuitlaat door de zuiger, die als uitlaatschuif werkt. Om de zuiger de uitlaat te laten regelen moet deze zeer lang zijn, ongeveer 0,9 van de zuigerslag. De stoom wordt via het cilinderdeksel en de inlaatkleppen beurtelings aan elke kant van de cilinder toegelaten, waarbij het cilinderdeksel verwarmd wordt. Even voor het einde van de slag worden de uitlaatpoorten in het midden van de cilinder door de zuiger vrijgegeven en verlaat de afgewerkte stoom de cilinder. De stoom stroomt dus steeds in dezelfde richting door de cilinder, namelijk van de uiteinden naar het midden. Vandaar de naam gelijkstroom-stoommachine. Warmtetechnisch is dit een groot voordeel. In tegenstelling tot de wisselstroom-stoommachine, waar de stoom door dezelfde poort in- en uitstroomt, vindt bij de gelijkstroomstoommachine geen omkering van de stromingsrichting van de stoom plaats en dus ook geen sterke afkoeling ter plaatse van de inlaatpoorten. De verse stoom, die via de inlaatklep de cilinder binnenstroomt, zal bij een gelijkstroommachine minder afkoelen en condenseren. Het gevolg hiervan is dat het stoomverbruik afneemt en de machine veel zuiniger wordt. De grote doorlaat van de uitlaatpoorten zorgt ervoor dat de uitstromende stoom nagenoeg geen weerstand ondervindt waardoor een gelijkmatig temperatuurverloop ontstaat van het warme instroomeinde naar het koude uitlaatmidden. Het ontbreken van uitlaatkleppen en met het plaatsen van de inlaatkleppen in de cilinderdeksels wordt de schadelijke ruimte zeer klein, namelijk 3,8% van de cilinderinhoud. De kleine schadelijke ruimte veroorzaakt een hoge compressie. De met de hoge compressie verbonden oververhitting ondersteunt de dekselverwarming en vermindert het condensatieverlies aan de stoominlaat.
Voordelen van de gelijkstroomstoommachine zijn:
- Eenvoudige bouw,
- Lage fabricagekosten,
- Geringe plaatsruimte,
- Hoog rendement
Nadelen gelijkstroomstoommachine:
- Grote afmetingen en gewichten van zuiger, cilinder, zuigerstang en drijfstang,
- Hoog vacuüm noodzakelijk.
Een halve omwenteling
 |
De voorste inlaatklep is geopend en de achterste gesloten. De uitlaatpoorten zijn geopend waardoor de ruimte links van de zuiger met de condensor verbonden is. Rechts van de zuiger vindt toevoer plaats en links afvoer.
Door het drukverschil rechts en links van de zuiger zal deze naar links bewegen. |
 |
De voorste inlaatklep is nog steeds geopend en de achterste gesloten.
De zuiger heeft de uitlaatpoorten gesloten waardoor links van de zuiger compressie plaats vindt. Als de zuiger ongeveer 10 % van zijn slag heeft afgelegd zijn de uitlaatpoorten juist gesloten en begint links van de zuiger de compressie. |
 |
Beide inlaatkleppen zijn gesloten. In de cilinder vindt de expansie plaats.
De zuiger staat op het punt de uitlaatpoorten te openen. Dit is het begin van de vooruitlaat. Links van de zuiger vindt nog steeds compressie plaats. Vlak voordat de zuiger het dode punt bereikt vindt de voorinlaat plaats. |
 |
De achterste inlaatklep is geopend en de voorste gesloten.
De uitlaatpoorten zijn geopend waardoor de ruimte rechts van de zuiger in verbinding staat met de condensor. Links van de zuiger vindt toevoer plaats en rechts afvoer. Door het drukverschil links en rechts van de zuiger zal deze zich naar rechts bewegen. |
De Stork machine
De Stumpf horizontale gelijkstroomstoommachine type SSK 5½a werkt met condensatie en verzadigde of oververhitte stoom. De type aanduiding SSK 5½a heeft de volgende betekenis:
- SSK staat voor Stork Stumpf Kleppen.
- Het getal 5½ wil zeggen dat de zuigerslag 550 mm is. Bij een zuigerslag van 550 mm hoort een cilinderdiameter van 400 mm.
- De zuigerslag is de weg die de zuiger in de cilinder aflegt.
- De letter “a” geeft aan dat de cilinderdiameter afwijkend is namelijk 450 mm.
De gelijkstroomstoommachine is uitgevonden door professor Stumpf. De eerste gelijkstroomstoommachines werden gebouwd in 1908.
Voor / Achter
De voorkant van de machine bevindt zich aan de vliegwielkant, de achterkant dus aan de andere kant, het einde van de machine.