Segrejte vodo do svoje vrelišče in spremeni se iz tekočine, da postane plin ali vodna para, ki jo poznamo kot paro. Ko voda postane para, se njen volumen poveča približno 1600-krat, ta ekspanzija je polna energije.
Motor je stroj, ki pretvarja energijo v mehansko silo ali gibanje, ki lahko obrača bate in kolesa. Namen motorja je zagotoviti moč, parni stroj zagotavlja mehansko moč z uporabo energije pare.
Parni motorji so bili prvi uspešni motorji, ki so jih izumili in so bili gonilna sila za Industrijska revolucija. Uporabljali so jih za pogon prvih vlakov, ladij, tovarn in tudi avtomobili. In čeprav so bili parni stroji v preteklosti vsekakor pomembni, imajo zdaj tudi novo prihodnost, ko nas napajajo z geotermalnimi viri energije.
Kako delujejo parni motorji
Da bi razumeli osnovni parni stroj, vzemimo primer parnega stroja, ki ga najdemo v stari parni lokomotivi, kot je prikazana. Osnovni deli parnega stroja v lokomotivi bi bili kotel, drsni ventil, valj, rezervoar za paro, bat in pogonsko kolo.
V kotlu bi bilo kaminsko kurišče, kamor bi se vanj zapiral premog. Premog bi segreval pri zelo visoki temperaturi in uporabil za ogrevanje kotla, da bi vreli vodo, ki proizvaja visokotlačno paro. Visokotlačna para se skozi parne cevi razširi in izstopi iz kotla v rezervoar za paro. Paro nato nadzira drsni ventil za premikanje v valj za potiskanje bata. Pritisk energije pare, ki potiska bat, obrne pogonsko kolo v krogu in ustvari gibanje lokomotive.
Zgodovina parnih motorjev
Ljudje se že stoletja zavedamo moči pare. Grški inženir, Heroj Aleksandrije (okoli 100 AD), eksperimentiral s paro in izumil aeolipile, prvi, a zelo surov parni stroj. Aeolipile je bila kovinska krogla, nameščena na kotliček z vrelo vodo. Para je potovala po ceveh v kroglo. Dve cevi v obliki črke L na nasprotnih straneh krogle sta sproščali paro, kar je dalo potisk krogli, zaradi česar se je vrtelo. Vendar Hero nikoli ni spoznal potenciala aeolipile in minila bodo stoletja, preden bodo izumili praktični parni stroj.
Leta 1698 je angleški inženir dr. Thomas Savery patentiral prvi surovi parni stroj. Savery je svoj izum uporabil za črpanje vode iz premogovnika. Leta 1712 je angleški inženir in kovač dr. Thomas Newcomen izumil atmosferski parni stroj. Namen parnega stroja Newcomen je bil tudi odstranjevanje vode iz rudnikov. Leta 1765 je škotski inženir dr. James Watt začel preučevati parni stroj Thomasa Newcomena in izumil izboljšano različico. Watt-ov motor je bil prvi, ki je zasukal gibanje. Oblikovanje Jamesa Watta je uspelo in uporaba parnih strojev je postala široko razširjena.
Parni motorji so močno vplivali na zgodovino prevoza. Izumitelji so že v poznih 1700-ih spoznali, da parni stroji lahko poganjajo čolne in prvi komercialno uspešen parnik je izumil George Stephenson. Po letu 1900 so bencinski in dizelski motorji z notranjim zgorevanjem začeli nadomeščati parne batne motorje. Vendar so se parni stroji ponovno pojavili v zadnjih dvajsetih letih.
Parni motorji danes
Morda bo presenetljivo vedeti, da 95 odstotkov jedrska energija elektrarne uporabljajo parne stroje za proizvodnjo energije. Da, radioaktivne palice v jedrski elektrarni se uporabljajo prav tako kot premog v parni lokomotivi za vrelo vodo in ustvarjanje energije pare. Vendar odlaganje izrabljenih radioaktivnih gorivnih palic, ranljivost jedrskih elektrarn pred potresi in druga vprašanja puščajo javnost in okolje v veliki nevarnosti.
Geotermalna moč je moč, ustvarjena s pomočjo pare, proizvedene s toploto, ki izhaja iz staljenega jedra zemlje. Geotermalne elektrarne so relativno zelena tehnologija. Kaldara Green Energy, norveški / islandski proizvajalec opreme za proizvodnjo geotermalne električne energije, je bil glavni inovator na tem področju.
Sončne termoelektrarne lahko za proizvodnjo svoje energije uporabljajo tudi parne turbine.