728x90
증기기관은 물을 끓여 만든 수증기의 열에너지를 기계적 운동 에너지로 바꾸어 일을 하게 만드는 외연 열기관이다.[ko.wikipedia]
기본 개념
- 증기기관은 보일러에서 물을 가열해 높은 압력의 증기를 만든 뒤, 이 증기의 압력으로 피스톤이나 터빈을 움직여 동력을 얻는다.[namu]
- 이런 방식으로 얻은 회전력이나 왕복운동은 펌프, 공장 기계, 선박, 기관차 등을 구동하는 데 사용된다.[wiki.onul]
역사와 발명
- 1705년 영국의 토머스 뉴커먼이 광산의 배수용으로 실용적인 증기기관을 만들었고, 1769년 제임스 와트가 이를 크게 개량해 효율을 높였다.[artsandculture.google]
- 와트의 증기기관은 공장과 교통수단에 널리 보급되며 18~19세기 산업혁명의 핵심 동력원이 되었다.[ko.wikipedia]
구조와 원리
- 주요 구성 요소는 연료를 태워 물을 끓이는 보일러, 증기의 힘을 받아 움직이는 실린더·피스톤(또는 터빈), 그리고 운동을 전달하는 크랭크축·기어 등이다.[scienceall]
- 왕복식 증기기관은 피스톤의 직선 왕복운동을 회전운동으로 바꾸고, 회전식 증기터빈은 증기 흐름으로 로터를 직접 회전시킨다.[namu]
장점과 단점
- 다양한 열원을 사용할 수 있어 석탄뿐 아니라 목재·석유·폐기물 연료, 원자력·지열·태양열 같은 간접 열원도 활용 가능하다.[namu]
- 구조가 비교적 단순하고 저속에서 큰 힘을 내지만, 열효율이 낮고 크고 무거우며 준비 시간이 오래 걸린다는 한계 때문에 오늘날에는 내연기관과 전동기에 상당 부분 자리를 내주었다.[scienceall]
오늘날의 활용
- 왕복식 증기기관은 거의 사라졌지만, 증기터빈 형태로 화력·원자력 발전소 등에서 전기를 생산하는 핵심 설비로 여전히 쓰이고 있다.[artsandculture.google]
- 증기기관차·증기선은 역사·관광용으로 일부 운행되며, 교육용·실험용 소형 증기엔진 키트도 과학 교육에 활용된다.[exosky]
728x90