Sistema del dispositivo Aeolipile Heron Steam de Alejandría 10-70 d.C.
Faltaba acero para fabricar recipientes a presión (calderas).
A diferencia del aumento de presión como la caldera de una máquina de vapor, el dispositivo de Hero operaba condensando vapor y produciendo vacío. Por lo tanto, el diferencial de presión máximo que podía crear era de 1 atmósfera: 14 psi.
Podrías trabajar un poco con esto, principalmente usándolo para la aspiradora, aspirando agua y demás. Para otras aplicaciones, la energía animal o las ruedas hidráulicas podrían competir con este tipo de trabajo disponible.
Una locomotora de vapor opera bajo presiones de más de 200 psi. Puede superar fácilmente a la fuerza animal y no necesita un sitio fijo específico como una rueda hidráulica. Los romanos tenían hierro pero para una caldera que puede soportar ese tipo de presión se necesita acero, que fue la innovación que hizo posible las máquinas de vapor.
Un eolipile es muy ineficiente
Además de lo que dijo Will sobre las dificultades de fabricación, estos dispositivos no se utilizan en los tiempos modernos porque no pueden competir con las capacidades de generación de energía de una turbina. Ambos funcionan con el ciclo de Rankine, que implica calentar un fluido de trabajo (agua) en vapor, hacer que funcione (girar un generador), enfriar el fluido y volver a presurizar y luego repetir el proceso. El Aeolipile no era exactamente un sistema cerrado, pero operaba de manera similar.
Una turbina tiene aletas a lo largo que están optimizadas para extraer la mayor cantidad de energía posible del vapor a medida que se expande a través del sistema. Las turbinas también pueden funcionar a presiones extremadamente altas, lo que aumenta la producción.
El Aeolipile tiene vapor que corre a través de boquillas para hacerlo girar, lo que desperdicia energía porque el vapor aún se expande una vez que sale del sistema, lo que es trabajo desperdiciado. Además, está limitado en cuanto a qué tan rápido puede girar el sistema debido al arrastre. Una presión más alta permitirá que el sistema gire más rápido, pero a costa de desperdiciar más energía en el vapor en expansión y una mayor resistencia porque la fuerza de resistencia aumenta con la velocidad.
Joe Kissling
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