증기기관의 역사, 대기압으로 움직이는 엔진이 있다?

증기기관의 역사, 대기압으로 움직이는 엔진이 있다?

HISTORIC-ATMOSPHERIC ENGINES

Most of the very earliest internal combustion engines of the 17th and 18th centuries can be classified as atmospheric engines. These were large engines with a single piston and cylinder, the cylinder being open on the end. Combustion was initiated in the open cylinder using any of the various fuels that were available. Gunpowder was often used as the fuel. Immediately after combustion, the cylinder would be full of hot exhaust gas at atmospheric pressure. At this time, the cylinder end was closed and the trapped gas was allowed to cool. As the gas cooled, it created a vacuum within the cylinder. This caused a pressure differential across the piston, atmospheric pressure on one side and a vacuum on the other. As the piston moved because of this pressure differential, it would do work by being connected to an external system, such as raising a weight.

  Some early steam engines were also atmospheric engines. Instead of combustion, the open cylinder was filled with hot steam. The end was then closed and the steam was allowed to cool and condense. This created the necessary vacuum.

대기압 기관?

17 세기와 18 세기 중 내연기관 엔진의 대부분은 대기압 엔진으로 분류할 수 있습니다. 이들은 하나의 피스톤과 끝이 대기에 노출된 실린더가 장착된 대형 엔진이었죠. 연소가 가능했던 다양한 연료 중 하나를 끝이 열려있는 실린더에 사용했습니다. 연료가 실린더에서 연소된 후 즉시, 뜨거운 배기 가스가 가득 차게 되었죠. 이 때, 실린더 끝이 닫히고 뜨거운 가스를 냉각시키게 됩니다. 이렇게 가스가 냉각되게 되면 실린더 내에 진공이 만들어 집니다. 이 상태에서 피스톤 한쪽의 대기압과 다른 쪽의 진공상태에 따라 압력 차이가 발생하게 되죠. 그 때문에 피스톤이 압력 차에 따른 운동을 하게 되고, 그 운동을 이용해 외부 시스템을 작동시킬 수 있었던 것이죠.

   일부 초기 증기 기관은 대기압 엔진이었습니다. 열려있는 실린더 내부로 뜨거운 증기가 유입되면 끝이 폐쇄되고, 이후 증기는 냉각 및 응축되게 되죠. 그렇게 응축된 증기는 외부 대기압에 의해 작동될 수 있는 진공을 만들었습니다.

"책에 본 내용인데, 정확하게 설명되었는지는 잘 모르겠네요."

"중요한 건 초기의 증기기관이 발전하기 전에 대기압을 이용한 엔진이 있었다는 사실이겠죠."

"현대의 가솔린엔진이나 디젤엔진도 대기압, 진공상태를 이용하여 작동되고 있는데, 그것을 보면 자동차 공학에서 '기본적인 원칙'은 바뀌지 않은 것을 볼 수 있습니다."

"폐쇄된 공간에서 뜨거운 공기를 갑작스럽게 냉각시키면, 진공상태가 발생하게 되는데 이 때 내부압력은 외부의 대기압보다 낮아져서 '피스톤'과 같은 직선운동 기구가 진공이 생긴 방향으로 움직이게 되는 원리입니다."

[글타래 엮음]

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