Máquinas a vapor - conceitos

MÁQUINAS A VAPOR

Fundamentos da máquina a vapor a pistão

Em primeiro lugar, a máquina a vapor é um motor térmico de combustão externa, isto é converte a energia calorífica em energia mecânica (por isso é chamado motor térmico), a combustão da matéria comburente (em nosso caso, água) se realiza fora do motor propriamente dito.

Por outro lado, a máquina a vapor é um motor de movimento alternativo, que aproveita a ação do vapor de água a pressão que, ao expandir-se, produz este movimento. Este vapor de água a pressão deve ser obtido em uma instalação produtora de vapor (em uma caldeira com seus anexos) e será dirigido depois mediante tubulações até os órgãos de admissão da máquina.
Vejamos como funciona uma máquina a vapor. Para isto, na figura 1 representou-se esquematicamente uma máquina a vapor das chamadas monocilíndricas, por razões que veremos mais adiante. Consta, essencialmente, de um cilindro, terminando em 2 tampas planas e atravessado por um pistão maciço ou embolo, que pode deslizar longitudinalmente no interior do cilindro.

1. - Representação esquemática de uma máquina a vapor monocilíndrica.

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O vapor procedente da caldeira, chega por uma tubulação e pode entrar em comunicação, indistintamente com um ou outro dos extremos do cilindro, por meio das 2 válvulas de admissão, representadas por A e B na figura. Existem também outras 2 válvulas de escape C e D, situadas, nos 2 extremos do cilindro e que servem para recolher o vapor de um ou outro extremo, enviando-o as vezes, diretamente à atmosfera (máquina de escape livre), outras vezes à instalação de condensação (máquinas de condensação), ou então para admissão de um novo cilindro (máquinas compound) e outras, finalmente, para ser aproveitado o vapor de escape em calefação e outros usos industriais (máquinas a contrapressão).

Supondo o embolo na posição indicada na figura, e, se abrimos as válvulas A e D e fechamos a B e C; o vapor penetrará pela válvula de admissão A,