b'\n_START_ARTICLE_\nParni stroj\n_START_PARAGRAPH_\nParni stroj je motor z zunanjim zgorevanjem, ki toplotno energijo vodne pare pretvarja v mehansko delo._NEWLINE_V parnih strojih je delovna teko\xc4\x8dina (voda oziroma para) lo\xc4\x8dena od produktov zgorevanja. Idealen termodinamski proces, ki se uporablja za analizo delovanja parnega stroja, je Clausius-Rankinov cikel. V tem ciklu se voda s segrevanjem v parnem kotlu pretvori v paro, katere tlak je vi\xc5\xa1ji od zra\xc4\x8dnega tlaka. Para nato v valju potisne bat in s tem opravi mehansko delo. Para z zni\xc5\xbeanim tlakom se nato izpusti v ozra\xc4\x8dje ali kondenzira in \xc4\x8drpa nazaj v parni kotel._NEWLINE_Izraz parni stroj se lahko nana\xc5\xa1a na celoten sklop enot, vklju\xc4\x8dno s parnim kotlom, na primer na parnih lokomotivah, ali samo na valj in bat ali turbino, na primer na strojih s pre\xc4\x8dnikom in stacionarnih parnih strojih. Posebne stroje, na primer parna kladiva in vrtalnike, \xc5\xbeene para iz samostojnih parnih zalogovnikov._NEWLINE_Raba vodne pare za proizvodnjo mehanskega gibanja je stara ve\xc4\x8d kot 2000 let. Prva naprave niso bile kdo ve kako uporabne. Prvi patent za parni stroj je dobil \xc5\xa1panski izumitelj Jer\xc3\xb3nimo de Ayanz leta 1606. Leta 1698 je Thomas Savery patentiral parno \xc4\x8drpalko, v kateri je bila para v neposrednem stiku z vodo, katero je \xc4\x8drpala. Saveryjeva \xc4\x8drpalka je s kondenzacijo pare ustvarjala podtlak, ki je v \xc4\x8drpalko posrkal vodo, sve\xc5\xbea para pa jo je v naslednjem taktu potisnila iz \xc4\x8drpalke. Prvi tr\xc5\xbeno zanimiv stroj je bil atmosferski parni stroj Thomasa Newcomena iz leta 1712, ki se je uporabljal za \xc4\x8drpanje vode iz rudnikov._NEWLINE_Leta 1781 je James Watt patentiral parni stroj z zunanjim kondenzatorjem, ki je proizvajal stalno kro\xc5\xbeno gibanje. Stroj je imel deset konjskih mo\xc4\x8di in je lahko poganjal razli\xc4\x8dne stroje. Stroji so bili lahko name\xc5\xa1\xc4\x8deni povsod, kjer so bili na razpolago voda in premog ali drva in zato zelo uporabni. Do leta 1883 se je mo\xc4\x8d najve\xc4\x8djih strojev pove\xc4\x8dala na 10.000 konjskih mo\xc4\x8di. Stacionarni parni stroji so bili klju\xc4\x8dna gonilna sila industrijske revolucije. Newcomenovi in Wattovi atmosferski stroji so bili veliki v primerjavi z mo\xc4\x8djo, ki so jo proizvedli, kasnej\xc5\xa1i visokotla\xc4\x8dni parni stroji pa so postali dovolj lahki, da so se lahko vgrajevali primer na traktorje in \xc5\xbeelezni\xc5\xa1ke lokomotive._NEWLINE_Parni stroji z dvojnim delovanjem so ostali prevladujo\xc4\x8d vir mo\xc4\x8di do za\xc4\x8detka 20. stoletja, ko so se dovolj razvili elektromotorji in motorji z notranjim zgorevanjem. Slednji so postopoma povsem nadomestili batne parne stroje. \xc4\x8ce upo\xc5\xa1tevamo, da ve\xc4\x8dino elektri\xc4\x8dne energije na svetu proizvedejo parne turbine, \xc2\xbbparna doba\xc2\xab\xc2\xa0 \xc5\xa1e vedno traja in v mnogo ve\xc4\x8djem obsegu kot na za\xc4\x8detku 20. stoletja._NEWLINE_Najve\xc4\x8dji ohranjeni parni stroj v Sloveniji, verjetno pa tudi v Evropi, je iz leta 1893, in stoji v biv\xc5\xa1em rudniku \xc5\xbeivega srebra v Idriji.\n_START_SECTION_\nZa\xc4\x8detki\n_START_PARAGRAPH_\nZgodovina parnega motorja se je za\xc4\x8dela v 1. stoletju n. \xc5\xa1t. Prva dokumentirana naprava, ki je bila nekak\xc5\xa1en parni stroj, je bil aeolipil, ki ga je opisal gr\xc5\xa1ki matematik Heron iz Aleksandrije.  V naslednjih stoletjih je bilo izdelanih nekaj  aeolipilu podobnih naprav, ki niso imele nobene uporabne vrednosti in so bile namenjene predvsem prikazu lastnosti pare. Enostavno parno turbino sta opisala arabski u\xc4\x8denjak  Taki al-Din leta 1551 in Giovanni Branca leta 1629.  Jer\xc3\xb3nimo de Ayanz y Beaumont je leta 1606 pridobil patent za petdeset iznajdb, vklju\xc4\x8dno s parno \xc4\x8drpalko za \xc4\x8drpanje vode iz rudnikov. Francoski izumitelj Denis Papin je razen Papinovega lonca leta 1690 izdelal tudi prvi parni stroj z batom, ki je lahko dvignil ute\xc5\xbe in s tem opravil nekaj koristnega dela.\n_START_SECTION_\nParne \xc4\x8drpalke\n_START_PARAGRAPH_\nPrva naprava na parni pogon je bila vodna \xc4\x8drpalka, ki jo je leta 1698 razvil Thomas Savery.  Delovala je na osnovi kondenzacije pare. Kondenzacija je ustvarila podtlak, ki je dvignil vodo navzgor, v naslednjem taktu pa jo je para potisnila navzgor. Majhni stroji so delovali dosti dobro, veliki pa so bili problemati\xc4\x8dni. Vodo so lahko dvignili samo do omejene vi\xc5\xa1ine in bili nagnjeni k eksplozijam kotlov. Do neke mere so bili uporabni v rudnikih, \xc4\x8drpalnih postajah in za dovajanje vode na vodna kolesa, ki so gnala tekstilne stroje. Pomembna lastnost Saveryjevih strojev je bila njihova nizka cena. Njegov stroj je temeljito izbolj\xc5\xa1al portugalski znanstvenik Bento de Moura Portugal, \xc2\xbbda je lahko deloval samostojno\xc2\xab, kot ga je opisal John Smeaton leta 1751. Stroje so proizvajali do poznega 18. stoletja. Eden od njih je dokumentirano deloval do leta 1820.\n_START_SECTION_\nBatni parni stroji\n_START_PARAGRAPH_\nPrvi tr\xc5\xbeno uspe\xc5\xa1en pravi stroj, ki je lahko ustvarjal energijo in jo prena\xc5\xa1al delovne stroje, je bil atmosferski stroj, ki ga je izumil  Thomas Newcomen okrog leta 1712. Bil je izbolj\xc5\xa1ana Saveryjeva parna \xc4\x8drpalka z batom, ki ga je predlagal \xc5\xbee Papin. Stroj je bil relativno neu\xc4\x8dinkovit in se je uporabljal predvsem za \xc4\x8drpanje vode. Deloval je z ustvarjanjem podtlaka s kondenzacijo pare nad batom v zaprtem valju. V rudnikih je lahko \xc4\x8drpal vodo iz globin, ki so bile dotlej prevelike. V tovarnah, v katerih so stroje gnala vodna kolesa, je vodo izpod vodnih koles \xc4\x8drpal v rezervoarje nad njimi._NEWLINE_Leta  1720 je Jacob Leupold izumil dvovaljni visokotla\xc4\x8dni parni stroj. Izum je objavil v svojem obse\xc5\xbenem delu Theatri Machinarum Hydraulicarum. Stroj je imel dva masivna bata, ki sta gnala vodno \xc4\x8drpalko. Bata sta se v izhodni polo\xc5\xbeaj vra\xc4\x8dala s te\xc5\xbenostjo. Njuno delovanje je krmilil vrtljiv \xc5\xa1tiripotni ventil, priklju\xc4\x8den neposredno na parni kotel._NEWLINE_Naslednji velik korak v razvoju parnih strojev je opravil James Watt, ki je v letih 1763-1775 izbolj\xc5\xa1al Newcomenov stroj, tako da mu je dodal kondenzator. Prvi stroji, ki jih je proizvedlo podjetje Boulton in  Watt so porabili pol manj premoga kot Newcomenov stroj z enako mo\xc4\x8djo, ki ga je izbolj\xc5\xa1al John Smeaton. Vsi prvi stroji so bili atmosferski. To pomeni, da jih je gnal zra\xc4\x8dni tlak, ki je potisnil bat v prostor s podtlakom, ki ga je ustvarila kondenzacija pare. Ker je pritisk zraka relativno majhen, so morali biti bati temu primerno veliki._NEWLINE_Watt je \xc5\xa1e naprej razvijal svoj stroj in mu dodal planetni pogon, ki je premo gibanje spremenil v vrtenje, s \xc4\x8dimer je stroj postal primeren za pogon tovarni\xc5\xa1kih strojev. Stroj je omogo\xc4\x8dil gradnjo tovarn tudi v krajih, oddaljenih od vodnih tokov, kar je pospe\xc5\xa1ilo tempo industrijske revolucije.\n_START_SECTION_\nVisokotla\xc4\x8dni stroji\n_START_PARAGRAPH_\nWattov patentirani parni kondenzator je prepre\xc4\x8deval drugim proizvajalcem proizvodnjo visotla\xc4\x8dnih in sestavljenih parnih strojev. Kmalu po izteku patenta leta 1800 sta za\xc4\x8dela Richard Trevithick in neodvisno od njega Oliver Evans  leta 1801 proizvajati visokotla\xc4\x8dne parne stroje. Trevithick je leta 1802 za svoj visokotla\xc4\x8dni stroj dobil patent Evans pa je \xc5\xbee pred tem izdelal nekaj delujo\xc4\x8dih modelov. Ti stroji so imeli veliko ve\xc4\x8djo mo\xc4\x8d od atmosferskih strojev z enakimi valji in lahko bili dovolj majhni za vgradnjo v vozila. Tehnolo\xc5\xa1ki razvoj strojev in izbolj\xc5\xa1ave v tehnikah izdelave so dali \xc5\xa1e bolj u\xc4\x8dinkovite in zato manj\xc5\xa1e, hitrej\xc5\xa1e in mo\xc4\x8dnej\xc5\xa1e stroje, prilagojene namenu uporabe. _NEWLINE_Cornwalski stroj je razvil Trevithick s sodelavci v 1810. letih.Stroj je visokotla\xc4\x8dno paro kondenziral samo do nizkotla\xc4\x8dne pare in bil zato dokaj u\xc4\x8dinkovit. Ker sta bila njegovo gibanje in navor med ciklom neenakomerna, je bila njegova uporaba omejena na \xc4\x8drpanje vode v rudnikih. Uporabljal se je do poznega 19. stoletja.\n_START_SECTION_\nHorizontalni stacionarni stroj\n_START_PARAGRAPH_\nPrvi konstruktorji stacionarnih parnih strojev so menili, da se bodo horizontalni valji prekomerno obrabljali in zato na\xc4\x8drtovali stroje s pokon\xc4\x8dnim valjem. S\xc4\x8dasoma je postala bolj priljubljena horizontalna lega valja, ker je omogo\xc4\x8dala vgradnjo mo\xc4\x8dnih, vendar kompaktnih strojev, v majhne prostore._NEWLINE_Vrhunski horizontalni parni stroj je patentiral Corliss leta 1848. Protito\xc4\x8dni stroj s \xc5\xa1tirimi ventili je imel lo\xc4\x8deno vpihavanje in izpuh pare in avtomatsko krmiljenje dotoka pare. Corliss je za stroj dobil Rumfordovo medaljo in ob tem izjavil, da \xc2\xbbod Wattovih \xc4\x8dasov nih\xc4\x8de ni tako pove\xc4\x8dal u\xc4\x8dinkovitosti parnega stroja\xc2\xab. Stroj je razen tega, da je porabil 30\xc2\xa0% manj pare, z avtomatskim krmiljenjem zagotavljal bolj enakomerno hitrost in bil zato bolj primeren za rabo v industriji, zlasti v predilnicah bomba\xc5\xbea.\n_START_SECTION_\nCestna vozila\n_START_PARAGRAPH_\nPrvo eksperimentalno cestno vozilo na parni pogon so zgradili v poznem 18. stoletju. Parni stroji so postali uporabni za vgradnjo v cestna vozila \xc5\xa1ele po iznajdbi visokotla\xc4\x8dnega parnega stroja okrog leta 1800. V prvi polovici 19. stoletja so zelo napredovali in bili v 1850. letih zreli za vgradnjo v cestna vozila. Razvoj je zavirala predvsem zakonodaja, ki je prepovedovala vgrajevanje parnih strojev v cestna vozila. Izbolj\xc5\xa1ave v tehnologoji vozil so se nadaljevale od 1860. do 1920. let. Hiter razvoj motorjev z notranjim zgorevanjem v 20. stoletju je izpodrinil rabo parnih strojev, tako da je po drugi svetovni vojni para gnala samo \xc5\xa1e nekaj vozil. Veliko tak\xc5\xa1nih vozil so vzdr\xc5\xbeevali navdu\xc5\xa1enci in \xc5\xa1tevilni primerki so se ohranili do danes.\n_START_SECTION_\nPlovila\n_START_PARAGRAPH_\nProti koncu 19. stoletja so se za\xc4\x8deli na \xc5\xa1iroko uporabljati ve\xc4\x8dstopenjski parni stroji. V njih se je izpu\xc5\xa1na para iz prvega valja vodila v naslednje vedno ve\xc4\x8dje valje, ki so delovali pri vedno manj\xc5\xa1em delovnem tlaku in izbolj\xc5\xa1ali izkoristek stroja. Najpogostej\xc5\xa1i so bili stroji z dvema ali tremi valji. Vgrajevali so se predvsem v plovila, na katerih je bil izkoristek \xc5\xa1e kako pomemben zaradi omejene koli\xc4\x8dine premoga. Parni stroji so ostali glavni ladijski pogonski stroji do zgodnjega 20. stoletja, ko so se za\xc4\x8deli na ladje postopoma vgrajevati motorji z notranjim zgorevanjem in elektromotorji, kasneje pa parne turbine.\n_START_SECTION_\nParne lokomotive\n_START_PARAGRAPH_\nIzumitelji so \xc5\xbee v 18. stoletju ve\xc4\x8dkrat posku\xc5\xa1ali vgraditi parni stroj v cestna in \xc5\xbeelezni\xc5\xa1ka vozila. Leta 1784 je \xc5\xa1kotski izumitelj  William Murdoch izdelal prototip parne cestne lokomotive.  V 1780. ali 1790. letih je delujo\xc4\x8d model \xc5\xbeelezni\xc5\xa1ke lokomotive zasnoval in izdelal tudi ameri\xc5\xa1ki izumitelj John Fitch, ki se je sicer ukvarjal s parniki._NEWLINE_Prvo uporabno parno lokomotivo je izdelal Britanec Richard Trevithick. Prva vo\xc5\xbenja z neimenovano lokomotivo se je zgodila 21. februarja 1804 na tramvajski progi med \xc5\xbeelezarno Pen-y-darren in Abercynonom v ju\xc5\xbenem Walesu. V lokomotivo so bile vgrajene \xc5\xa1tevilne pomembne novosti, vklju\xc4\x8dno z rabo visototla\xc4\x8dne pare, ki je zmaj\xc5\xa1ala te\xc5\xbeo motorja in pove\xc4\x8dala njegovo u\xc4\x8dinkovitost. Industrijske \xc5\xbeeleznice v premogovnikih v severovzhodni Angliji so postale glavno sredi\xc5\xa1\xc4\x8de za presku\xc5\xa1anje in razvoj parnih lokomotiv._NEWLINE_Trevithick je nadaljeval razvoj na treh lokomotivah in ga leta 1808 zaklju\xc4\x8dil z lokomotivo Catch Me Who Can (Ujemi me, kdor more). Samo \xc5\xa1tiri leta kasneje je Matthew Murray  izdelal lokomotivo Salamanca z uspe\xc5\xa1nim dvocilindskim parnim strojem. Imela je zobni\xc5\xa1ki pogon in vozila po Middletonski \xc5\xbeelezni\xc5\xa1ki progi,  prvi javni \xc5\xbeelezni\xc5\xa1ki progi na svetu, po kateri so vozile parne lokomotive. George Stephenson je leta 1825 za dru\xc5\xbebo Stockton and Darlington Railway izdelal lokomotivo Locomotion in leta 1829 s sinom Robertom Stephensonom lokomotivo The Rocket, ki je na tekmovanju v Rainhillu dosegla hitrost 46 km/h in zmagala. Od leta 1830 je redno vozila na progi Liverpool-Manchester. _NEWLINE_Parne lokomotive so se na Kitajskem in v nekdanji Vzhodni Nem\xc4\x8diji proizvajale \xc5\xa1e v drugi polovici 20. stoletja.\n_START_SECTION_\nParne turbine\n_START_PARAGRAPH_\nRazvoj parnega stoja se je kon\xc4\x8dal v poznem 19. stoletju z iznajdbo  parne turbine, ki je mnogo bolj u\xc4\x8dinkovita v primeravi z batnimi parnimi stroji. Turbine dose\xc5\xbeejo mo\xc4\x8d ve\xc4\x8d sto kW, imajo manj gibljivih delov in dajejo kro\xc5\xbeno gibanje brez kakr\xc5\xa1nih koli vmesnih elementov. Parne turbine so zaradi mnogo ve\xc4\x8dje u\xc4\x8dinkovitosti v proizvodnji elektri\xc4\x8dne energije \xc5\xbee na za\xc4\x8detku 20. stoletja skoraj v celoti zamenjale batne parne stroje. Parne turbine danes zagotavljajo ve\xc4\x8dino elektri\xc4\x8dne energije in poganjajo ve\xc4\x8dino velikih ladij.\n_START_SECTION_\nSedanji razvoj\n_START_PARAGRAPH_\n\xc4\x8cetudi recipro\xc4\x8dni parni stroji niso ve\xc4\x8d v \xc5\xa1iroki rabi, \xc5\xa1tevilne dru\xc5\xbebe preu\xc4\x8dujejo njihovo izkori\xc5\xa1\xc4\x8danje kot alternativo motorjem z notranjim zgorevanjem. \xc5\xa0vedska dru\xc5\xbeba Energiprojekt AB je z rabo sodobnih gradiv pove\xc4\x8dala izkoristek visokotla\xc4\x8dnih parnih strojev je 27-30%. Enostopenjski petvaljni stroj s pregreto paro porabi pribli\xc5\xbeno 4 kg pare za eno proizvedeno kWh energije.\n_START_SECTION_\nSestavni deli in oprema parnega stroja\n_START_PARAGRAPH_\nParni stroj ima dva osnovna sklopa: parni kotel in parni stroj v o\xc5\xbejem smislu. Stacionarni parni stroji v zgradbah imajo lahko parni kotel lo\xc4\x8den od stroja. Prenosni ali prevozni parni stroji, na primer na parnih lokomotivah, imajo oba sklopa skupaj._NEWLINE_Batni parni stroji imajo obi\xc4\x8dajno lito\xc5\xbeelezen valj z odprtinama za dotok in izpuh pare, bat, batnico, drog ali gred, vztrajnik in razli\xc4\x8dne vezne elemente. Para se vpihava in izpu\xc5\xa1\xc4\x8da preko enega ali ve\xc4\x8d ventilov. Hitrost se regulira avtomatsko preko centrifugalnega regulatorja ali z ro\xc4\x8dnim ventilom. _NEWLINE_Stroji z zunanjim kondenzatorjem se razlikujejo od strojev z izpustom izrabljene pare na prosto._NEWLINE_K dodatni opremi spadajo \xc4\x8drpalke za napajalno kotlovno vodo in \xc4\x8drpalke za vra\xc4\x8daje konden\xc4\x8dne vode, pregrevalniki pare, ki dvignejo temperaturo pare nad temperaturo vreli\xc5\xa1\xc4\x8da vode, in razli\xc4\x8dni mehanizmi, povezani s kuri\xc5\xa1\xc4\x8dem. \xc4\x8ce se kot gorivo uporablja premog, ima kotel lahko veri\xc5\xbeni ali pol\xc5\xbeast mehanizem za avtomatsko doziranje premoga.\n_START_SECTION_\nViri toplote\n_START_PARAGRAPH_\nZa segrevanje in uparjanje vode je na razpolago ve\xc4\x8d virov energije. Najpogostej\xc5\xa1i vir so gorljive snovi (drva, premog, koks), ki s kisikom iz zraka zgorijo v zaprtem kuri\xc5\xa1\xc4\x8du. V nekaterih primerih je vir toplote lahko jedrska, geotermalna in son\xc4\x8dna energija ali odpadna energija motorjev z notranjim zgorevanjem in industrijskih procesov. V izjemnih primerih, na primer modelih ali igra\xc4\x8dah, je vir energije lahko tudi elektrika.\n_START_SECTION_\nMotor\n_START_PARAGRAPH_\nParni stroj z batom, turbino ali kak\xc5\xa1no drugo podobno napravo opravlja delo s paro z visoko temperaturo in tlakom in izpu\xc5\xa1\xc4\x8da paro z ni\xc5\xbejo temperaturo in ni\xc5\xbejim tlakom. V mehansko delo posku\xc5\xa1a pretvoriti \xc4\x8dim ve\xc4\x8dji del temperaturne in tla\xc4\x8dne razlike._NEWLINE_Motor se povsem upravi\xc4\x8deno imenuje parni stroj, \xc4\x8deprav deluje tudi na stisnjen zrak ali kak\xc5\xa1en drug plin.\n_START_SECTION_\nPonor toplote\n_START_PARAGRAPH_\nV vseh toplotnih strojih se ve\xc4\x8dina vlo\xc5\xbeene energije izpu\xc5\xa1\xc4\x8da v okolje kot odpadna toplota z relativno nizko temperaturo._NEWLINE_Najenostavnej\xc5\xa1i ponor je izpust izrabljene pare v okolje. Tak\xc5\xa1en izpust se pogosto uporablja na parnih lokomotivah, na katerih se para izpu\xc5\xa1\xc4\x8da v dimnik, s \xc4\x8dimer se pove\xc4\x8da vlek zraka skozi kuri\xc5\xa1\xc4\x8de in s tem mo\xc4\x8d stroja, celoten izkoristek pa se zmanj\xc5\xa1a._NEWLINE_Odpadna toplota se v\xc4\x8dasih izkori\xc5\xa1\xc4\x8da kot taka. V takih primerih je celoten izkoristek vlo\xc5\xbeene energije lahko zelo visok. Toplarne, ki odpadno toploto izkori\xc5\xa1\xc4\x8dajo na primer za komunalno ogrevanje, lahko dose\xc5\xbeejo izkoristek preko 80%._NEWLINE_\xc4\x8ce se odpadna toplota ne izkori\xc5\xa1\xc4\x8da kot taka, se kot ponor toplote uporabljajo povr\xc5\xa1inski kondenzatorji, pogosto kot hladilni stolpi, ki za hlajenje uporabljajo morsko, re\xc4\x8dno ali jezersko vodo. Kondenzirana para se kot vro\xc4\x8da voda vra\xc4\x8da v parni kotel, hladilna voda pa na mesto odvzema. V krajih s pomanjkanjem ali visoko ceno hladilne vode se uporabljajo vodni stolpi, podobni avtomobilskim hladilnikom. _NEWLINE_Odpadna toplota se lahko porabi tudi v odprtih vodnih stolpih, v katerih nekaj hladilne vode izpari v zrak. Vodni stolpi porabijo manj hladilne vode kot kondenzatorji. Termoeklektrarna na premog z mo\xc4\x8djo 700 MW porabi v vodnih stolpih pribli\xc5\xbeno 3600 m\xc2\xb3 vode na uro, v zaprtih kondenzatorjih pa bi je porabila pribli\xc5\xbeno dvajset krat ve\xc4\x8d. Voda iz vodnih stolpov se ne sme vra\xc4\x8dati na mesto, kjer je bila odvzeta, hladilna voda iz zaprtih kondenzatorjev pa se lahko vra\xc4\x8da.\n_START_SECTION_\nVodna \xc4\x8drpalka\n_START_PARAGRAPH_\nVe\xc4\x8dina parnih strojev ima vodno \xc4\x8drpalko za recikliranje ali dolivanje vode v kotel, tako da lahko te\xc4\x8de neprekinjeno. Hi\xc5\xa1ni in industrijski kotli pogosto uporabljajo ve\xc4\x8dstopenjske centrifugalne \xc4\x8drpalke, lahko tudi druga\xc4\x8dne. Za nizkotla\xc4\x8dne kotle se uporablja tudi injektor, ki za pogon rabi curek pare, ki jo dobi iz kotla. Injektorji so postali priljubljeni v 1850. letih, vendar se niso uporabljali prav dolgo, razen na parnih lokomotivah.\n_START_SECTION_\nNadziranje in krmiljenje\n_START_PARAGRAPH_\nSkoraj vsi parni stroji so bili zaradi varnosti opremljeni z mehanizmi, ki so kazali stanje v kotlu. Mednje sta spadala manometer in stekleno okence za opazovanje nivoja vode._NEWLINE_Ve\xc4\x8dina stacionarnih in mobilnih parnih strojev je imela tudi centrifugalni regulator hitrosti, ki je deloval brez posegov strojnika. _NEWLINE_Najbolj uporaben instrument za analiziranje delovanja parnih strojev je bil indikator parnega stroja. Prve indikatorje so za\xc4\x8deli uporabljati leta 1851. Najuspe\xc5\xa1nej\xc5\xa1ega je za visokotla\xc4\x8dne stroje razvil izumitelj Charles Richard in ga razstavil na Londonski razstavi leta 1862. Indikator je na papirju bele\xc5\xbeil tlak v valju med delovnim ciklom, iz katerega je bilo mo\xc4\x8d odkriti razli\xc4\x8dne te\xc5\xbeave in izra\xc4\x8dunati trenutno mo\xc4\x8d stroja. Indikator so rutinsko uporabljali in\xc5\xbeenirji, strojniki in varnostni in\xc5\xa1pektorji. Uporaben je bil tudi za motorje z notranjim zgorevanjem.\n_START_SECTION_\nCentrifugalni regulator\n_START_PARAGRAPH_\nCentrifugalni regulator je James Watt vgradil v parni stroj leta 1788, ko ga je njegov partner Boulton opazil v opremi enega od mlinov \xc5\xbeita. Z njim se ni dalo vzdr\xc5\xbeevati stalne hitrosti, ker je bila odvisna od obremenitve. Regulator je lahko uravnaval samo majhne razlike, ki so nastale na primer zaradi nihanj tlaka v parnem kotlu. Regulator je ob vsaki spremembi hitrosti zanihal, zato ni bil primeren za operacije, ki so zahtevale konstantno hitrost, na primer predenje bomba\xc5\xbea. S\xc4\x8dasoma se je dodelal in se je proti koncu 19. stoletja \xc5\xbee dobro odzival na spremembe obremenitve in dobro vzdr\xc5\xbeeval konstantno hitrost.\n_START_SECTION_\nEnostavni stroj\n_START_PARAGRAPH_\nEnostavni parni stroj je stroj, v katerem proces poteka samo na eni strani bata, ne glede na to, koliko valjev ima. Izrabljena para se spu\xc5\xa1\xc4\x8da v ozra\xc4\x8dje ali v kondenzator. Proces vpihavanja pare je adiabatna ekspanzija. Ker se v tem koraku v sistem ne dovede niti odvede nobene energije, se para in valj ohladita, ohlajanje in segrevanje v vsakem ciklu pa zmanj\xc5\xa1uje u\xc4\x8dinkovitost stroja.  Ker se je u\xc4\x8dinkovitost stroja posku\xc5\xa1ala pove\xc4\x8dati z ve\xc4\x8djim hodom bata, se je s tem pove\xc4\x8dala tudi ogrevana/ohlajana povr\xc5\xa1ino valja in s tem toplotne izgube.\n_START_SECTION_\nVe\xc4\x8dstopenjski stroj\n_START_PARAGRAPH_\nLogi\xc4\x8dno nadaljevanje dvostopenjskega parnega stroja je bilo pove\xc4\x8danje njegove u\xc4\x8dinkovitosti s pove\xc4\x8danjem \xc5\xa1tevila valjev. Ve\xc4\x8dstopenjski stroji so imeli tri ali \xc5\xa1tiri ekspanzijske stopnje oziroma tri ali \xc5\xa1tiri valje z nara\xc5\xa1\xc4\x8dajo\xc4\x8dimi premeri. Zasnovani so bili tako, da je vsaka stopnja doprinesla enak dele\xc5\xbe koristnega dela. Tudi v teh strojih se je lahko valj v nizkotla\xc4\x8dni stopnji nadomestil z dvema manj\xc5\xa1ima. Stroji so bili praviloma vrstni, vendar so bile mogo\xc4\x8de tudi druga\xc4\x8dne razporeditve. V poznem 19. stoletju se je v nekaterih ladijskih strojih uporabljal Yarrow-Schlick-Tweedyjev uravnove\xc5\xa1eni razpored valjev, v katerem je bila zadnja nizkotla\xc4\x8dna ekspanzijska stopnja razdeljena na dva valja, vsakega na svojem koncu stroja. Pogonska gred je bila bolj uravnove\xc5\xa1ena, zato je stroj tekel bolj gladko, hitreje in z manj tresljaji. Tak\xc5\xa1ni stroji so bili priljubljeni zlasti na potni\xc5\xa1kih ladjah za dolge plovbe, dokler jih niso izpodrinile parne turbine. Turbine so zaradi doseganja ve\xc4\x8dje hitrosti \xc5\xbee pred prvo svetovno vojno za\xc4\x8deli vgrajevati tudi v bojne ladje. Prva med njimi je bila HMS Dreadnought  iz leta 1905.\n_START_SECTION_\nEnostranski batni stroj\n_START_PARAGRAPH_\nEnostranski batni parni stroj je stroj, v katerem proces poteka samo na eni strani bata, ne glede na to, koliko valjev ima. V ve\xc4\x8dini tak\xc5\xa1nih strojev para v vsakem ciklu obrne svojo smer in vstopa in izstopa skozi isto odprtino. Izrabljena para se spu\xc5\xa1\xc4\x8da v ozra\xc4\x8dje ali kondenzator. V ciklu se zgodijo \xc5\xa1tirje dogodki: vpihavanje pare, \xc5\xa1irjenje, izpuh in stiskanje. Dogodke krmili drsni razdelilnik pare ali sistem ventilov, ki sta vgrajena ob valju. Ventile krmili odmi\xc4\x8dna gred ali kak\xc5\xa1en drug mehanizem._NEWLINE_Najenostavnej\xc5\xa1i sistem krmiljenja vpiha in izpuha pare daje dogodke s fiksno dol\xc5\xbeino in pogosto omogo\xc4\x8da vrtenje v samo eno smer. Ve\xc4\x8dina strojev ima povratni mehanizem, ki s skraj\xc5\xa1anjem \xc4\x8dasa izpuha (ali \xc5\xa1e raje vpiha)  prihrani nekaj pare in krmili hitrost in navor stroja. Cikel se v obeh primerih skraj\xc5\xa1a. Vpihavanje in izpuh pare krmili obi\xc4\x8dajno isti ventil, zato v prekratkem \xc4\x8dasu izpuha valja ne zapusti vsa para in ga zaradi prekomerne kompresije du\xc5\xa1i. _NEWLINE_V 1840. in 1850. letih so posku\xc5\xa1ali problem re\xc5\xa1iti z razli\xc4\x8dnimi patentiranimi pogoni ventilov in razvodnikov pare. Slednji ima fiksen ali omejen izpust pare. S kombinacijo obeh se je stanje dokaj pribli\xc5\xbealo idealnemu, vendar na ra\xc4\x8dun pove\xc4\x8danega trenja in obrabe. Mehanizem sam je bil precej zapleten.\n_START_SECTION_\nDu\xc5\xa1enje\n_START_PARAGRAPH_\nOdprtina za izpuh pare se bi\xc4\x8dajno zapre malo preden se iz valja iztisne vsa para. V valju zato ostane nekaj izptro\xc5\xa1ene pare, ki se med vpihavanjem sve\xc5\xbee pare stisne in ustvari parno blazino, ki hitro zmanj\xc5\xa1a hitrost bata in pred\xc4\x8dasno kon\xc4\x8da fazo \xc5\xa1irjenja. Parna blazina prepre\xc4\x8duje tla\xc4\x8dni in temperaturni \xc5\xa1ok, ki bi nastal ob nenadnem vnosu visokotla\xc4\x8dne pare na za\xc4\x8detku naslednjega cikla. Du\xc5\xa1enje so kasneje dodelali z razli\xc4\x8dnimi bolj ali manj zapletenimi mehanizmi za krmiljenje ventilov.\n_START_SECTION_\nEnosmerni stroj\n_START_PARAGRAPH_\nTe\xc5\xbeave, ki jih je v enostavnem batnem parnem stroju v vsakem ciklu povzro\xc4\x8dal mrtvi povratni hod bata, so posku\xc5\xa1ali re\xc5\xa1iti z enosmernim parnim strojem. V enostavnem stroju se vstopni del in valj v vsakem ciklu ohladita, zato ju mora sve\xc5\xbea para znova ogreti, kar povzro\xc4\x8da toplotne izgube. V enosmernem parnem stroju so te\xc5\xbeavo odpravili tako, da so izpu\xc5\xa1no odprtino prestavili na sredino valja. Odpiral je je bat na koncu vsakega hoda. Para je zato tekla samo v eno smer. Tovrstni enostopenjski parni stroji so imeli enako mo\xc4\x8d kot klasi\xc4\x8dni dvostopenjski stroji. Lastnosti strojev z mo\xc4\x8djo do 1000 konjskih mo\xc4\x8di so bile primerljive z lastnostmi parnih turbin. Te\xc5\xbeave je povzro\xc4\x8dal samo majhen termi\xc4\x8dni ekspanzijski gradient vzdol\xc5\xbe valja.\n_START_SECTION_\nParna turbina\n_START_PARAGRAPH_\nParna turbina je sestavljena iz enega ali ve\xc4\x8d rotorjev (vrte\xc4\x8di se diski), pri\xc4\x8dvr\xc5\xa1\xc4\x8denih na pogonsko gred, med katerimi so statorji (stati\xc4\x8dni diski), pri\xc4\x8dvr\xc5\xa1\xc4\x8deni na ohi\xc5\xa1je turbine. Na rotorjih so na zunanjem robu letalskim propelerjem podobne lamele, na katere pritiska para in ustvarja vrtenje. Na statorju so podobne, vendar fiksne lamele, ki usmerjajo paro na naslednjo rotorsko stopnjo. Parna turbina se pogosto prazni v vodno hlajen kondenzator, v katerem parni injektor ustvarja podtlak. Stopnje parne turbine so zasnovane tako, da iz tlaka in hitrosti pare izvle\xc4\x8dejo najve\xc4\x8djo mo\xc5\xbeno koli\xc4\x8dino koristnega dela. Ker tlak in hitrost pare z razdaljo padata, je vsak naslednji rotor temu ustrezno ve\xc4\x8dji. Turbine so u\xc4\x8dinkovite samo pri relativno visokih hitrostih, zato so obi\xc4\x8dajno priklju\xc4\x8dene na reduktor, ki zmanj\xc5\xa1a hitrost na delovno hitrost na primer ladijskih vijakov. V ve\xc4\x8dini velikih termoelektrarn  so elektri\xc4\x8dni generatorji povezani s turbino brez vmesnega reduktorja. Tipi\xc4\x8dna hitrost turbin je 3000 obr/min v Evropi in  3600 obr/min v ZDA. V jedrskih elektrarnah je hitrost turbin praviloma pol manj\xc5\xa1a, se pravi 1500 oziroma 1800 obr/min. Ker se turbine lahko vrtijo samo v eno smer, mora biti za spremembo smeri vrtenja v reduktor vgrajen menjalnik._NEWLINE_Parne turbine v nasprotju s parnimi stroji ne potrebujejo pretvornika premega gibanja v kro\xc5\xbeno gibanje, zato je obremenitev pogonske gredi bolj enakomerna. Gred se manj obrablja in zahteva manj vzdr\xc5\xbeevanja kot v primerljivem dvostranskem parnem stroju. _NEWLINE_Najpomembnej\xc5\xa1e podro\xc4\x8dje uporabe parnih turbin je proizvodnja elektri\xc4\x8dne energije. Leta 1990 se je na ta na\xc4\x8din proizvedlo 90\xc2\xa0% svetovne proizvodnje elektri\xc4\x8dne energije. V zadnjem \xc4\x8dasu je na ra\xc4\x8dun velikih plinskih turbin njihov dele\xc5\xbe padel na pribli\xc5\xbeno 80\xc2\xa0%. _NEWLINE_V jedrskih elektrarnah se za pogon generatorjev uporabljajo skoraj izklju\xc4\x8dno parne turbine. Na ladjah in podmornicah na jedrski pogon lahko parne turbine \xc5\xbeenejo neposredno ladijski vijak in pomo\xc5\xbeni generator ali samo generator. V tem primeru ladijske vijake poganjajo elektromotorji. Za lokomotive je bilo proizvedenih samo nekaj parnih turbin, predvsem zaradi cenej\xc5\xa1ih in enostavnej\xc5\xa1ih dizelskih in elektri\xc4\x8dnih motorjev.\n_START_SECTION_\nParni stroj z nihajo\xc4\x8dim valjem\n_START_PARAGRAPH_\nParni stroj z nihajo\xc4\x8dim valjem je razli\xc4\x8dek enostavnega batnega parnega stroja, ki ne potrebuje ventilov za vpihavanje in izpuh pare. Namesto ventilov cel motor niha tako, da je v eni legi poravnan z odprtino za vpihavanje pare, v drugi pa z izpuhom. Ti motorji se zaradi preprostosti uporabljajo predvsem na modelih in igra\xc4\x8dah. Uporabljali so se tudi kot pogonski motorji. Zaradi majhnih dimenzij so bili cenjeni predvsem na ladjah.\n_START_SECTION_\nRotacijski parni stroj\n_START_PARAGRAPH_\nParni stroj je lahko zasnovan tudi kot rotacijski motor brez batov, kakr\xc5\xa1en ja na primer Wanklov motor. V preteklosti je bilo od Jamesa Watta do danes zasnovanih nekaj tak\xc5\xa1nih strojev. Izdelanih je bilo razmeroma malo, proizvedenih pa \xc5\xa1e manj. Glavna te\xc5\xbeava v tak\xc5\xa1nem motorju je tesnenje rotorjev, ki je posledica obrabe in temperaturnega raztezanja. Motor je zaradi uhajanja pare in majhnega ekspanzijskega prostora zelo neu\xc4\x8dinkovit. _NEWLINE_\xc5\xbde v  1840. letih je postalo jasno, da ima zasnova tehni\xc4\x8dne te\xc5\xbeave, zato so v tehni\xc4\x8dem tisku nanjo gledali z nekaj posmeha. Ko je nastopila doba elektrike so spoznali prednosti neposrednega pogona dinama z rotacijskim motorjem. V 1880. in 1890. letih so motor posku\xc5\xa1ali o\xc5\xbeititi in izdelali nekaj omejeno uspe\xc5\xa1nih modelov. Ena od predlaganih re\xc5\xa1itev brezbatnih parnih motorjev je bila kvaziturbina._NEWLINE_Nekaj rotacijskih parnih strojev je bilo proizvedenih v Hult Brothers Rotary Steam Engine Company v Stockholmu na \xc5\xa0vedskem. Omembe vreden je tudi sferi\xc4\x8dni stroj Beauchampa Towerja, ki se je na lokomotivah dru\xc5\xbebe Great Eastern Railway in ladjah Kraljeve mornarice uporabljal za pogon dinamov za razsvetljevanje. Motorje so kasneje zamenjale parne turbine.\n_START_SECTION_\nReakcijski stroj\n_START_PARAGRAPH_\nAeolipile je eden od prikazov delovanja curka vodne pare, vendar nima nobene uporabne vrednosti. _NEWLINE_V zadnjem \xc4\x8dasu se para v omejenem obsegu uporablja v raketarstvu, predvsem za pogon raketnih avtomobilov. V avtomobilih se visokotla\xc4\x8dna posoda napolni z vrelo vodo pod visokim tlakom. Ko se z odpiranjem ventila nekaj vode iztisne skozi potisno \xc5\xa1obo, tlak v posodi pade, voda zavre in kot para skozi \xc5\xa1obo zapusti posodo in potisne vozilo.\n_START_SECTION_\nTermodinamika\n_START_PARAGRAPH_\nTermodinamika parnega stroja temelji na Rankinovem ciklu, sklopu \xc5\xa1tirih elementov, ki se obi\xc4\x8dajno uporabljajo za enostavno pretvarjanje toplote v delo. Pretvorba se za\xc4\x8dne s faznim prehodom vode iz teko\xc4\x8dega v plinasto agregatno stanje in kon\xc4\x8da s kondenzacijo izpu\xc5\xa1ne pare v teko\xc4\x8do vodo. Toplota za prvo fazno spremembo se dovaja od zunaj. Nekaj dovedene toplote se pretvori v delo, ostali del pa se odstrani v kondenzatorju. _NEWLINE_Rankinov cikel se uporablja za skoraj vse oblike pretvorbe toplote v mehansko delo. Ime je dobil po \xc5\xa1kotskem polihistorju Williamu Johnu Macquornu Rankinu._NEWLINE_V u\xc4\x8dinkovitih parnih turbinah graf  temperatura-entropija (TS) zelo spominja na  Carnotov kro\xc5\xbeni proces, zato se Rankinov cikel v\xc4\x8dasih omenja tudi kot prakti\xc4\x8dni Carnotov cikel. Glavna razlika med njima je v tem, da sta v Rankinovem ciklu dovajanje toplote (v parnem kotlu) in odvzemanje toplote (v kondenzatorju) izobarna procesa, se pravi da potekata pri stalnem tlaku, v teoreti\xc4\x8dnem Carnotovem ciklu pa izotermna procesa, se pravi da potekata pri stalni  temperaturi. _NEWLINE_Delovna teko\xc4\x8dina v Rankinovem ciklu lahko kro\xc5\xbei, se pravi da se kondenzat vra\xc4\x8da v parni kotel, ali pa ne, se pravi da se iz\xc4\x8drpana para izpu\xc5\xa1\xc4\x8da v ozra\xc4\x8dje, kotel pa se napaja s sve\xc5\xbeo teko\xc4\x8dino. Delovna teko\xc4\x8dina je zaradi nestrupenosti, nereaktivnosti, dostopnosti, nizke cene in svojih termodinamskih lastnosti praviloma voda. V \xc5\xbeivosrebrovi parni turbini je delovna teko\xc4\x8dina \xc5\xbeivo srebro. V binarnem ciklu se lahko uporabljajo tudi ogljikovodiki, na primer izobutan._NEWLINE_Parni stroj je veliko prispeval k razvoju termodinamike, \xc4\x8deprav ni temeljil na poznavanju termodinamike, ampak na poznavanju lastnosti toplote in pare. Razvoj in uvedba zunanjega kondenzatorja sta temejila na meritvah, ki jih je na modelu opravil James Watt. Watt je neodvisno od drugih odkril latentno toploto in potrdil odkritje Josepha Blacka, ki je bil tudi Wattov svetovalec pri opravljanju poskusov. Watt je ugotovil tudi to, da je vreli\xc5\xa1\xc4\x8de vode odvisno od tlaka, sicer pa so bile izbolj\xc5\xa1ave na stroju bolj mehanske narave. _NEWLINE_Termodinamski koncept Rankinovega cikla je dal in\xc5\xbeenirjem znanje, potrebno za izra\xc4\x8dun u\xc4\x8dinkovitosti procesov, in omogo\xc4\x8dil razvoj visokotla\xc4\x8dnih in visokotemperaturnih kotlov in parne turbine.\n_START_SECTION_\nU\xc4\x8dinkovitost\n_START_PARAGRAPH_\nU\xc4\x8dinkovitost oziroma izkoristek stroja je razmerje med proizvedenim koristnim delom in energijo, vlo\xc5\xbeeno z gorivom._NEWLINE_Zgodovinsko merilo energijske u\xc4\x8dinkovitosti parnega stroja je bila njegova storilnost. Koncept storilnosti je uvedel \xc5\xbee Watt za ponazoritev, koliko bolj u\xc4\x8dinkovit je njegov stroj v primerjavi z Newcomenovim. Storilnost je izrazil s \xc4\x8develj-funti ( lbf\xe2\x80\xa2ft) dela, ki ga je dal mernik (94 funtov, kar je pribli\xc5\xbeno 42,3 kg) premoga. Najbolj\xc5\xa1i Newcomenovi modeli so imeli storilnost okoli 7 milijonov lbf\xe2\x80\xa2ft, bolj verjetno samo 5 milijonov lbf\xe2\x80\xa2ft. Prvi Wattovi nizkotla\xc4\x8dni stroji so dosegli storilnost do 25 milijonov lbf\xe2\x80\xa2ft, v povpre\xc4\x8dju pa pribli\xc5\xbeno 17 milijonov lbf\xe2\x80\xa2ft. V povpre\xc4\x8dju so bili pribli\xc5\xbeno trikrat bolj\xc5\xa1i od Newcomenovih. Prvi Wattovi stroji z visokotla\xc4\x8dno paro so dosegali stotrilnost do 65 milijonov lbf\xe2\x80\xa2ft._NEWLINE_Noben toplotni stroj je more biti bolj u\xc4\x8dinkovit od Carnotovega cikla, v katerem se je toplota prenesla iz visokotemperaturnega zalogovnika v zalogovnik z ni\xc5\xbejo temperaturo, izkoristek pa je odvisen samo od razlike temperatur. Za ve\xc4\x8dji izkoristek bi morali parni stroji obratovati pri najvi\xc5\xa1ji mo\xc5\xbeni temperaturi pare (pregreta para) in odpadno energijo oddajati pri najni\xc5\xbeji mo\xc5\xbeni temperaturi. _NEWLINE_Izkoristek Rankinovega cikla obi\xc4\x8dajno omejuje delovna teko\xc4\x8dina. \xc4\x8ce se s pove\xc4\x8danjem tlaka ne more dose\xc4\x8di nadkriti\xc4\x8dnih pogojev (pregrevanje), je temperaturno obmo\xc4\x8dje delovanja omejeno na dokaj majhno obmo\xc4\x8dje temperatur. V parnih turbinah je temperatura vstopne pare zaradi hladnega te\xc4\x8denja nerjavnega jekla obi\xc4\x8dajno 565 \xc2\xb0C, temperatura kondenzacija pa okoli  30 \xc2\xb0C. V tem primeru je teoreti\xc4\x8dni Carnotov izkoristek okoli 63% v primerjavi z 42% v obi\xc4\x8dajnih termoelektrarne na premog._NEWLINE_Ena od osnovnih prednosti Rankinovega cikla pred drugimi procesi je, da je za pogon \xc4\x8drpalk potrebno relativno malo dela. Za \xc4\x8drpanje kondenzata v sistemu s parno turbino porabijo \xc4\x8drpalke samo 1-3% mo\xc4\x8di parne turbine. Del te koristi se izgubi na ra\xc4\x8dun nizke temperature kondenzata, ki ga je treba ponovno segreti na delovno temperaturo. Plinske turbine delujejo pri temperaturi okrog 1500 \xc2\xb0C, njihov izkoristek pa je kljub temu primerljiv z izkoristkom velikih sodobnih parnih turbin._NEWLINE_Parni stroj, ki odpadno paro izpu\xc5\xa1\xc4\x8da v ozra\xc4\x8dje, ima v praksi izkoristek 1-10%. Izkoristek se mo\xc4\x8dno pove\xc4\x8da s kondenzatorjem, ve\xc4\x8dstopenjsko ekspanzijo in pregreto paro, zgodovinsko na 10-20%, zelo redko tudi nekoliko ve\xc4\x8d. _NEWLINE_Velike sodobne termocentrale z mo\xc4\x8djo nekaj megawatov proizvedene elektri\xc4\x8dne energije imajo izkoristke malo ve\xc4\x8d kot  40%. V izjemnih primerih se izkoristek pribli\xc5\xbeuje 50%  vlo\xc5\xbeene toplotne energije.'