Stoom, Begrippen

Deze pagina is in opbouw en zal binnenkort worden aangevuld met meer begrippen en uitleg.

Voor details klik je gewoon op het driehoekje naast Uitleg.

A

Atü / ata
Uitleg
Atü is een oude term voor atmosferische overdruk. 1 Atü = 2 bar (ca. 2 kg/cm2).
Atü en ata zijn hetzelfde.

B

Bar
Uitleg
Meeteenheid voor druk. 1 Bar komt overeen met ongeveer 1 kg/cm2. Vroeger ata (atmosfeer absoluut) of atü (1 atü = 1 atmosferische overdruk). 1 atü = 2 at = 2 bar).
Barstdruk
Uitleg
De Barstdruk is de druk, bij welke de ketel op zijn vroegst "mag" scheuren. In de regel bedraagt de barstdruk het drievoudige van de werkdruk.
Bovenste dode punt
Uitleg
Op het bovenste dode punt van de zuiger, wijzigt de beweging van de zuiger van opwaarts naar neerwaarts.

C

Centrale smering
Bij een centrale smering worden de lagers door olie uit leidingen, die worden gevoed door een centrale pomp, gesmeerd.
Cilinder
Uitleg
Werkruimte van de zuiger, die zich in de cilinder op en neer beweegt. Door dit op en neer bewegen wijzigt de grootte van de werkruimte continu.
Compound stoommachine
Uitleg
Een compound stoommachine is een stoommachine met twee cilinders, die een verschillende diameter (boring) hebben. Eerst komt de stoom in de cilinder met de kleinste boring (en daardoor cilinderinhoud). Nadat de zuiger neerwaarts is gegaan door de stoomdruk, wordt de stoom die al een beetje is afgekoeld - en een lagere druk heeft - geleid naar de tweede cilinder waar de stoom nogmaals zijn energie kan leveren aan de zuiger met de grote boring.
Condensator
Uitleg
In dit onderdeel wordt de afgewerkte stoom na het verlaten van de (laatste) cilinder, door afkoelen en/of drukvermindering gecondenseerd (stoom wordt water) en als ketelvulling teruggewonnen.
Contragewicht
Uitleg
Aan de krukas bevestigde wangen (zogenoemde krukwangen), die ervoor zorgen dat de zuiger(s) door het dode punt wordt/worden gedraaid als compensatie van de middelvliedende krachten van de ronddraaiende delen.

D

Dode punt
Uitleg
De positie van de zuigerstang in één lijn met de drijfstang of - bij een een machine zonder zuigerstang - de krukas exact parallel aan de cilinder.
In de 360° omwenteling van de krukas zitten per cilinder 2 dode punten (het bovenste- en het onderste dode punt).
Een ééncilinder stoommachine kan vanuit een dood punt niet zelf starten. Een meercilinder - met kruktappen onder verschillende hoeken ten opzichte van elkaar - is wel zelfstartend. omdat er altijd een zuiger is die niet in een bovenste- of onderste dode punt staat. Bij b.v. een driecilinder staan de kruktappen onder een hoek van 120° ten opzichte van elkaar.

Het dode punt is ook het punt waarin de beweging van de zuiger omkeert.
Drijfstang
Uitleg
Dit onderdeel verbindt:
- de krukas met de zuiger en brengt daarmee de - door de stoom overbrachte - kracht over, óf.
- de krukas - via de kruiskop - met de zuigerstang en zuiger, waarmee de met stoom gegenereerde kracht wordt overgebracht.
Dubbelwerkend
Uitleg
Bij een dubbelwerkende stoommachine of - motor wordt de zuiger afwisselend aan beide zijden voorzien van stoom.
Als de zuiger een slag maakt door de stoomdruk aan de ene zijde, dan wordt aan de andere zijde de verwerkte stoom afgevoerd en aan die kant weer met stoom gevuld. Dit zorgt ervoor dat 360° van de krukas - één omwentelling - 2 arbeidsslagen tot gevolg heeft.

E

Enkelwerkende machine
Uitleg
Bij een enkelwerkende stoommachine of -motor
wordt de stoom aan één kant van de zuiger aangevoerd.
De omwenteling van de krukas (door de arbeidsloze slag naar de
arbeidsslag) wordt verzorgd door een vliegwiel.
Enkele werkende machines zijn alleen zelfstartend
als ze meerdere cilinders hebben.
Excenter
Uitleg
Met excenter wordt het excentrische (buiten het midden) met de krukas verbonden excenteras, die de stoomtoe- en afvoerschuif bedient, bedoeld.
Excentersturing
Uitleg
Door het veranderen van de slag c.q. de symmetrie van het excenter wordt het vermogen (toerental) aangepast.
Expansiemachine
Uitleg
Bij een expansiemachine wordt de stoomtoevoer al vóór het bereiken van de zuiger van het tegenoverliggende dode punt onderbroken. Dit betekent dat de toegevoerde hoeveelheid stoom tijdens de arbeidsslag verder uitzet (expandeert).
Een expansiemachine is daardoor spaarzamer dan een voldrukmachine.

F

Begrip
Uitleg

Begrip
Uitleg

G

Gasvuur
Uitleg
De term gasvuur spreekt voor zich; een door een gasbrander verwarmde ketel.
Bij modelstoommachines- en motoren komt het gas meestal uit een campinggasflesje (cartouche).
Gemiddelde zuigersnelheid
Uitleg
Dit is de weg, die de zuiger in één seconde aflegt.
Zuigersnelheden > 7 m/s moeten - vanwege de anders te hoge slijtage - niet worden overschreden.

H

Begrip
Uitleg

I

Begrip
Uitleg

J

Begrip
Uitleg

K

Ketel
Uitleg
Het waterreservoir, dat wordt verhit en waarin stoom wordt gegenereerd.
In de ketel, die overigens nooit helemaal met water wordt gevuld, ontstaat druk die wordt gebruikt om een stoommachine, pomp of andere appendage aan te drijven.
Er bestaan diverse soorten ketels, zoals o.a. de vlampijp-, rookpijp- en waterpijpketel.
Ketelvoedingswater
Uitleg
Door de opwekking van stoom zakt het waterniveau in de ketel.
Het ketelvoedingswater, dat door de voedingspomp wordt aangevoerd, dient ervoor om het waterniveau in de ketel aan te vullen.
Kookgebied
Uitleg
De temperatuur waarbij de overgang van water van vloeibare naar gasvormige toestand plaatsvindt, druk- en temperatuurafhankelijk.
Om stoom te genereren is de 5½ voudige warmtehoeveelheid nodig (latente verdampingswarmte).
Kruiskop
Uitleg
Dit is het onderdeel, dat de drijfstang met de zuigerstang verbindt. De kruiskop beweegt over een geleiding heen en weer en verhindert dat er zijdelingse krachten op de zuigerstang werken.
Waarom hebben veel stoommachines een drijfstang, zuigerstang en kruiskop?
Aangezien veel stoomachines een lange slag hebben - en de kruktap daardoor bij een hoek van 90° ver uit het midden staat - zou de zuiger gedurende het op en neer gaan continu kantelen. Hierdoor zou er onnodig veel slijtage aan zuiger en cilinder optreden. Door gebruik te maken van een zuigerstang, drijfstang en kruiskop met geleiding, kan de zuiger lineair in de cilinder bewegen, terwijl de (relatief) korte drijfstang een zwaaiende beweging maakt en de krukas laat draaien.
Krukas
Uitleg
De krukas zorgt voor de omzetting van de lineaire beweging van de zuiger - via de drijfstang en eventueel zuigerstang met kruiskop - in een roterende beweging.
De drijfstang is verbonden met de kruktap, die uit het midden in de krukwang is geplaatst. Als de kruktap b.v. 50mm uit het midden van de krukwang staat, dan is de slag van de zuiger 100mm.

L

Lage drukmachine
Uitleg
Een stoommachine met een werkdruk tot 2 bar wordt een lage drukmachine genoemd.
Loodprop
Uitleg
Een loodprop is een in de ketelwand aangebrachte loden prop, die smelt als de ketel wordt drooggekookt. Indien de prop smelt, ontsnapt de stoom en blaast direct in het vuur. Het vuur wordt gedoofd en - net zo belangrijk - de ketel klapt niet omdat de druk wegvalt.

M

Manometer
Uitleg
Dit onderdeel meet de druk (in bar of psi) in de ketel of leiding.

N

Natte stoom
Uitleg
In deze soort stoom zweven kleine waterdeeltjes (condens).
Zoals je misschien bekend is, kan water niet worden gecomprimeerd en willen we een stoommachine niet laten draaien op natte stoom (omdat de machine in het uiterste geval kan beschadigen door waterslag.
Wanneer natte stoom verhit wordt, zullen allereerst deze waterdeeltjes verdampen. Bij voldoende verwarming wordt de stoom dan droog verzadigd.

O

Oliegestookte ketel
Uitleg
Kolengestookte ketels hadden het nadeel dat de voorraad kolen (vooral in de scheepvaart) enorm veel ruimte in beslag nam. Deze ruimte kon ook worden gebruikt voor goederen o.i.d. Verder was het bunkeren en stoken van de kolen erg arbeidsintensief.
Bij een oliegestookte ketel wordt olie door sproeiers in de verbrandingsruimte van de ketel verneveld en tot ontbranding gebracht.
Bij modellen wordt de oliegestookte ketel zeer zelden toegepast.
Onderste dode punt
Uitleg
Op het onderste dode punt van de zuiger, wijzigt de beweging van de zuiger van neerwaarts naar opwaarts.
Onvolledige expansie
Uitleg
De expanderende (=uizettende) stoom wordt al voor het bereiken van het dode punt van de zuiger afgevoerd. Dit om een mooiere rondloop van de machine te krijgen.
Oscilerende machine
Uitleg
Bij een oscilerende machine bewegen de cilinders (kan ook een ééncilinder zijn) ten opzichte van het stationaire in- en uitlaatgedeelte. De cilinder komt eerst langs de inlaat- en - na de arbeidslag - dan langs de uitlaatpoort.
Het excentrische deel met de schuifkast vervalt.
Oververhitte stoom
Uitleg
Door de stoom - vaak in een buizenstelsel in de ketel of reservoir (de oververhitter) - nog een keer extra hitte toe te dienen, kan deze tot 400° C verhit worden. Hierdoor ontstaat vanzelfsprekend ook veel meer druk.
Andere vormen van stoom zijn natte- en verzadigde stoom.

P

Pakkingbus
Uitleg
De pakkingbus dicht de zuigerstang (tegen stoom) af en bestaat uit pakkingsmateriaal, aan de cilinderdekselzijden, dat axiaal om de stang wordt geperst.

Q

Begrip
Uitleg

R

Regelateur
Uitleg
Het toerental van een stoommachine of -motor wordt vaak begrensd c.q. geregeld met een regelateur, die bij een bepaalde middelpuntvliedende kracht de stoomtoevoer terugbrengt. Zakt het toerental echter onder belasting, dan wordt - binnen de grenzen van ketel, brander en leidingen - stoom toegevoerd totdat de regelateur ingrijpt.
De regelateur wordt aangedreven door de krukas.

S

Schadelijke ruimte
Uitleg
De ruimte tussen de zuiger en cilinderdeksel/kop, nodig voor de compressie. Omdat door deze ruimte de werkingsgraad van de machine minder is, wordt de ruimte zo klein mogelijk gehouden.
Schuif
Uitleg
Dit - meestal vlakke - onderdeel beweegt aan de buitenzijde van de cilinder mee met de zuiger, maar a-synchroon.
De schuif dekt afwisselend de inlaat- en uitlaatopening af, waardoor de zuiger op het juiste moment verse stoom toegediend krijgt en de afgewerkte stoom tijdig wordt afgevoerd. De schuif wordt - via de excenterstang - bediend door het excenter.
Door een toepassing van een slim linksysteem kunnen zowel de slag als de symmetrie van de excenteras worden gewijzigd, ten einde het in- en uitlaatkarakter aan de gewenste kracht en toerental aan te passen. Hiermee kan de machine als het ware variëren tussen het karakter van een voldruk- en een expansiemachine. Dit betekent variabele inlaattijden en daarmee cilindervullingen van ± 20% tot 85%.
Stoom
Uitleg
Water begint te koken bij 100° C en er wordt stoom gevormd. Stoom is water in gasvorm en een gas neemt meer ruimte in dan een vloeistof. Afhankelijk van de temperatuur en druk van de stoom neemt deze tot 1700 x het volume van het water aan (een liter water wordt tot 1700 liter stoom).
Stoommotor / Snelloper
Uitleg
De meesten noemen een machine, die wordt gevoed met stoom, een stoommachine. Indien de machine echter een maximaal toerental > 300 omw/min kan bereiken, dan spreken we over een stoommotor.
Om de gemiddelde zuigersnelheid te beperken is de slag maximaal zo groot als de boring.
Synth-Glow
Uitleg
Synthetische smeerolie voor modelverbrandingsmotoren, die - omdat hij in water oplosbaar is - ook geschikt is als stoomcilindersmering.

T

Tandem stoommachine
Uitleg
Bij een tandemstoommachine zijn de 2 cilinders achter elkaar geplaatst.

U

Begrip
Uitleg

V

Veiligheidsventiel
Uitleg
Dit onderdeel - meestal met een veer of gewicht - beschermd de ketel en leidingen e.d. tegen beschadigingen of exploderen, door de stoom af te blazen. Vaak wordt gecombineerd met een stoomfluit.
Bij modellen wordt het veiligheidsventiel actief bij 1½ x de werkdruk.
Normaalgesproken schakelt het veiligheidsventiel in bij een overdruk van meer dan 10% boven de maximale werkdruk.
Verzadigde stoom
Uitleg
We spreken van verzadigde stoom als de stoom condenseert, zodra de temperatuur daalt. De ruimte waarin deze verzadigde stoom zich bevindt, bevat uitsluitend stoom (dus geen andere gassen/dampen). Met verzadigde stoom kunnen wij onze stoommachine prima voeden; de druk is behoorlijk wat hoger dan bij natte stoom.
Vlampijp
Uitleg
Een vlampijp is een door de ketel lopende buis/pijp, waardoor de vlammen van de brander hun warmte beter kunnen afgeven.
Vaak hebben ketels meerdere vlampijpen.
Vliegwiel
Uitleg
Het vliegwiel helpt ondermeer de zuiger door het onderste punt heen.
Hoe minder cilinders en/of hoe lager het aantal arbeidsslagen (~ toerental) voor een volledige - 360° - omwenteling van de krukas, hoe groter de massa van het vliegwiel moet zijn.
Hierbij moet worden opgemerkt dat een groot vliegwiel met minder massa even effectief kan zijn als een klein vliegwiel met meer massa.
Voedingspomp
Uitleg
De voedingspomp verzorgt de aanvoer van water uit de condensator of voorraad (b.v. een tender).
Dit om de het verdampte water uit de ketel te compenseren. Meestal wordt de voedingspomp door stoom aangedreven.
Voorvulling
Om klappen in de machine - via de zuiger op zuigerstang en/of drijfstang - te voorkomen, wordt al voordat de zuiger het dode punt bereikt verse stoom in de cilinder aangevoerd. De machine loopt daardoor ronder en minder bonkerig.

W

Warmte-energie
Uitleg
Is noodzakelijk om het water tot kookpunt te verhitten en verdampen. Om 1 liter water van 14,5° C naar 15,5° C te verhitten wordt 1kCal warmte-energie verbruikt.
Waterdamp
Uitleg
Is onzichtbaar en ontstaat door het koken van water.
Het tijdstip van verdampen is afhankelijk van de omgevingsdruk. Zo begint het verdampen bij een druk van 1 bar bij ± 100° C en bij 10 bar bij benadering bij 180° C. Bij 50 bar bij ca. 250° C. De energie-opbrengst is groter, naarmate de temperatuur van de aangevoerde stoom hoger is.
Waterpeilglas
Uitleg
In het waterpeilglas zijn de laagst- en hoogst toegestande waterstand in de ketel te zien. Verder natuurlijk ook gewoon de waterstand in de ketel.
Het waterpeilglas is aan de zijkant van de ketel gemonteerd en functioneert door de wet van de communicerende vaten .
Werkingsgraad
Uitleg
Geeft aan hoeveel van de toegevoegde energie er aan de uitgaande as "uitkomt"
Bij een zuigerstoommachine is dit minder dan 20%; bij een stoomturbine tot 40%.

X

Begrip
Uitleg

Y

Begrip
Uitleg

Z

Zuiger
Uitleg
De zuiger bevindt zich in de cilinder en beweegt door de uitzettende stoom, via de drijfstang, de krukas.
Meestal heeft een zuiger meerdere zuigerveren.

« Terug

Science owes more to the steam engine
Than de steam engine to Science
     (= Lawrence Joseph Henderson =)