Парова́ маши́на — тепловий поршневий двигун зовнішнього згорання, в якому потенціальна енергія водяної пари, котра надходить під тиском з парового котла, перетворюється в механічну роботу при зворотно-поступальному русі поршня, який через механічні ланки надає обертального руху вихідному валу. У ширшому розумінні, парова

машина — всякий тепловий двигун, який перетворює енергію пари в механічну роботу.

Принцип дії парової машини поршневого типу

Поршень утворює в циліндрі парової машини одну або дві порожнини змінного об'єму, в яких здійснюються процеси стискування і розширення. Принцип дії парової машини показаний на рисунках 2 і 3.

Зусилля поршня — 1 за допомогою штока — 2, повзуна — 3, шатуна — 4 і кривошипа — 5 передається у вигляді крутного моменту вихідному валу — 6, що несе маховик — 7, який служить для зменшення нерівномірності обертання вала. Ексцентрик, що розміщений на вихідному валу, за допомогою ексцентрикової тяги приводить в рух золотник — 8, який керує подачею пари в порожнини циліндра. Відпрацьована пара з циліндра випускається в атмосферу або надходить в конденсатор. Для підтримки сталої швидкості обертання вала при змінному навантаженні парові машини оснащуються відцентровим регулятором (регулятором Вата) — 9, що, залежно від швидкості обертання валу, автоматично змінює або площу перетину каналу проходження пари, котра подається в парову машину (дросельне регулювання, показано на малюнку), або момент припинення наповнення циліндра (кількісне регулювання).

Класифікація

Парові машини поділяються:

• За призначенням:

  • стаціонарні;

  • нестаціонарні (пересувні і транспортні).

• За робочим тиском пари, що використовується:

  • низького тиску (до 12 ат);

  • середнього тиску (до 60 ат);

  • високого тиску (понад 60 ат).

• За швидкістю обертання вала:

  • тихохідні (до 50 об/хв, як на пароплавах з гребним колесом);

  • швидкохідні.

• за тиском пари, що випускається:

  • конденсаційні (тиск в конденсаторі 0,1-0,2 ат);

  • вихлопні (з тиском 1,1-1,2 ат);

  • теплофікаційні з відбором пари на нагрівальні цілі або для парових турбін тиском від 1,2 ата до 60 ата залежно від призначення відбору (опалювання, регенерація, технологічні процеси, використання високих перепадів тисків у парових турбінах).

• За розташуванням циліндрів:

  • горизонтальні;

  • похилі;

  • вертикальні.

• За числом циліндрів:

  • одноциліндрові;

  • багатоциліндрові

    • здвоєні, строєні і т. д.;

    • парові машини багатократного розширення, в яких пара послідовно розширюється в 2-х, 3-х чи 4-х циліндрах із зростаючим об'ємом, переходячи з циліндра в циліндр через так звані ресивери (колектори).

За типом передавального механізму парові машини багатократного розширення діляться на тандем-машини і компаунд-машини. Особливу групу складають прямоточні парові машини, в яких випуск пари з порожнини циліндра здійснюється кромкою поршня.

Історія винаходу

Парова машина була винайдена в XVIII ст., коли основний недолік гідросилових установок — залежність від місця розташування джерел гідравлічної енергії, що був несуттєвим при будівництві зернових млинів, почав сильно перешкоджати розвитку металургійних підприємств, головним чином через неможливість застосувати водяні колеса для відкачування води з копалень, віддалених від джерел водної енергії. Можливість перевезення палива зробила тепловий двигун незалежним від місця розташування джерела енергії і дозволила вирішувати задачу водовідливу у копальнях, в результаті чого паросилові насосні установки першими з'явилися саме там.