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Vorteile und Nachteile der Dampfmaschine

Die Erfindung anwendungs- und leistungsfähiger Dampfmaschinen hat die industrielle Revolution ermöglicht. Trotz einiger Vorteile der Technik haben bestehende Nachteile zu Weiterentwicklungen der Antriebs- und Maschinentechnik und zur Ablösung der Dampfmaschinentechnik geführt.

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Dampf getriebene Maschinen revolutionierten auch den Bergbau.
Dampf getriebene Maschinen revolutionierten auch den Bergbau.

Bereits im ausgehenden 17. Jahrhundert entwickelten Denis Papin und Thomas Savery erste Versuchsdampfmaschinen. Irgendeine Anwendung fanden diese noch nicht.

Dampfmaschine - Konstrukteur James Watt nicht Erfinder

Die erste einsetzbare Dampfmaschine entwickelte 1712 Newcomen zum Abpumpen von Wasser in einem Bergwerk. Allerdings hatte sie nur einen geringen Wirkungsgrad von weniger als einem Prozent.

  • Erst James Watt, oftmals fälschlicherweise als Erfinder der Dampfmaschine genannt, konnte mit seiner Konstruktion 1769 den Wirkungsgrad erheblich verbessern. Die Entdeckung des Nutzens der Dampfexpansion hatte den massenhaften Maschineneinsatz zur Folge, bekannt als Zeit der Industriellen Revolution.
  • Über 200 Jahre prägten diese den Dampf nutzenden Maschinen das Bild industrieller Fertigungsanlagen und der Landwirtschaft. Weiterentwicklungen waren Dampflokomotiven, Dampfschiffe und Dampflastkraftwagen. Die modernsten druckbetriebenen Maschinen verrichten ihren Dienst in Kraftwerken. Anstelle der Hubkolbenkonstruktion kommen Turbinen zum Einsatz. Dampfturbinen wandeln in thermischen Kraftwerken Dampf in eine Drehbewegung um.

Wesentliche Nachteile und Vorteile der Maschine

  • Die auf der Dampfmaschinentechnik beruhenden Dampfturbinen sind gleichfalls hinsichtlich Effizienz und Einsatzmöglichkeiten begrenzt und mit zahlreichen Nachteilen behaftet. Bei der Fertigung von Turbinen kommt es auf hohe Genauigkeit an. Turbinen sind zudem Schnellläufer mit der Folge eines hohen Verschleißes. Nachteile entstehen durch den Luftschlupf. Ein gewisser Prozentsatz des Dampfes strömt ungenutzt vorbei.
  • Dampftechnik ist eine insgesamt einfache Konstruktion. In Entwicklungsländern wird oft auf alte Dampfloktechnik zurückgegriffen, auch weil sie wenig störungsanfällig und einfach zu warten ist. Außerdem lässt sich Dampf mit beliebigen Energieträgern erzeugen.
  • Vorteile der ersten Dampfmaschinen zeigen sich im Antrieb von stationären und beweglichen Maschinen. Ein maschinell angetriebener Bergwerkaufzug oder eine Werkzeugmaschine, später Dampflokomotiven und Dampfschiffe ebneten den Weg in eine "mobile Gesellschaft". Der Einsatz der Energieträger (Holz, Kohle, Öl) ist im Vergleich zum erreichten Wirkungsgrad zu hoch und unwirtschaftlich. Es geht viel Verdampfungsenergie verloren.
  • Übrigens beschränken sich Dampflokomotiven nicht allein auf Lokomotiven mit Feuerung. Denn sie gibt es auch feuerlos als sogenannte Dampfspeicherloks. Der Dampf reicht für sechs bis acht Betriebsstunden im Rangier- und Verschiebedienst aus.

Im Vergleich mit einer Diesellok arbeitet die Dampfspeicherlok wesentlich kostengünstiger und emissionsloser. Diese Vorteile nutzen moderne Erfinder kaum. Denn Dampftechnik gilt bei ihnen als zu alt.

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