Семь фактов о создателе универсальной паровой машины Джеймсе Уатте

Свежий номер

РГ-Неделя

Родина

Тематические приложения

Союз

Свежий номер

19.01.2014 09:00

Рубрика:

Общество

Виктория Чернышева

19 января 1736 года — день рождения шотландского изобретателя Джеймса Уатта, который изобрел универсальную паровую машину двойного действия. Шотландец, именем которого назвали единицу измерения мощности, в буквальном смысле, изменил мир. Его работы положили начало промышленной революции в Англии, а затем уже и во всем мире.

«РГ» собрала интересные факты о знаменитом изобретателе.

1.История паровых машин берет свое начало задолго до изобретения Уатта. На самом деле, он усовершенствовал разработку англичанина Томаса Ньюкомена. Созданную им в 1712 году паровую машину в течение полувека использовали для откачки воды в шахтах, на судоремонтных предприятиях. Однако эта конструкция была очень громоздкой, требовала постоянного пополнения запасов угля, для чего порой задействовали до 50 лошадей. Управление машиной осуществлялось вручную — для этого нанимали специального человека, который с определенной периодичностью открывал и закрывал клапаны.

В 1763 году Джеймсу Уатту, который тогда был механиком университета Глазго, поручили починить действующий макет паровой машины Ньюкомена. В процессе изобретатель понял, что цилиндр конструкции нужно держать постоянно нагретым — это сильно сократило бы расход топлива. Рассказывают, что, Уатта осенило, когда он прогуливался вдоль прачечных и увидел облака пара, которые стремились вырваться из-под крышек котлов с бельем. Изобретатель сделал так, что цилиндр постоянно оставался горячим: для этого пар, до конденсации, отводился в отдельный резервуар через трубопровод с клапаном. Благодаря применению теплоизоляционного материала, конденсор оставался холодным. Таким образом, пароатмосферная машина превратилась в паровую.

2.Патент на свое изобретение — «создание парового двигателя, в котором температура двигателя всегда будет равна температуре пара, несмотря на то, что пар будет охлаждаться до температуры ниже ста градусов» — Уатт получил в 1769 году. Но паровую машину новой конструкции он создал только спустя семь лет: у изобретателя было плохо с деньгами, и он не имел возможности воплотить в жизнь свою идею.

В 1772 году он познакомился с богатым промышленником Мэтью Болтоном, который помог ему избавиться от долгов и финансово поддержал в работе. Спустя год Уатт испытал свою паровую машину, которая выполняла функцию насоса, однако требовала намного меньше угля. Болтон и Уатт открыли компанию по производству паровых машин, выпуск которых начался в 1774 году. Для того, чтобы построить новый прокатный цех, промышленник попросил изобретателя создать специальную паровую машину — для привода прокатных станков.

3.В 1781 году Уатт запатентовал изобретение, которое сделало его знаменитым — паровую машину «для осуществления движения вокруг оси с целью приведения в действие других машин». По сути, она могла использоваться не только в качестве насоса, как изобретение Ньюкомена, а для любой работы.

Паровая машина двойного действия Уатта работала следующим образом. В крышке цилиндра имелся сальник, который обеспечивал свободное движение поршня. Пар поступал в цилиндр попеременно то с одной стороны поршня, то с другой. Поэтому и рабочий, и обратный ход совершались при помощи помощью пара. Возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращение маховика при помощи планетарного механизма (системы, состоящей из нескольких зубчатых колес, вращающихся вокруг центральной — солнечной — шестерни).

В 1784 году Уатт модернизировал свою машину, которую назвали «универсальной». Она появилась на фабриках и заводах, с ее помощью приводили в движение прядильные и ткацкие станки и другие механизмы. А в начале XIX века двигатели системы Уатта установили на первые паровоз и пароход. Жизнь человека изменилась в корне.

4.Уатту и Болтону пришлось бороться с многочисленными некачественными подделками паровой машины. В то время каждый, кто имел хоть какое-то представление о подобной конструкции, пытался сделать ее самостоятельно, чтобы заработать на волне популярности. Зачастую подделки были опасны в эксплуатации: это портило имидж производителей. Они выиграли тысячи судебных разбирательств.

5.Российская академия наук предложила Уатту, при условии переезда, занятие, «сообразное с его вкусом и познаниями» и приличным ежегодным жалованьем в 1000 фунтов стерлингов. Узнав об этом, поэт Эразм Дарвин умолял изобретателя не ездить: «Я надеюсь, что Ваша огненная машина оставит Вас здесь». В Россию Уатт так и не поехал.

6.Изначально, для того, чтобы продвинуть на рынке свою паровую машину, Уатту понадобилось наглядно представить ее преимущества. Изобретатель рассчитал, какой груз, в среднем, в минуту поднимает обычная лошадь, приводя в действие водяной насос. Эту единицу мощности он обозначил как «лошадиную силу». Таким образом, Уатт наглядно показал, во сколько раз паровая машина эффективнее лошади.

7.В 1882 году Британская ассоциация инженеров решила, впервые в истории техники, присвоить имя собственное единице измерения и, таким образом, увековечить Джеймса Уатта. С тех пор мощность в Международной системе единиц измеряется в ваттах.

НаукаНаукаРГ-Дайджест

Главное сегодня

• Медведев: Россия отметит строительство танкового завода на Украине салютом из «Калибров»

• Bloomberg признал возвращение уровня российского импорта к показателям 2020 года

• ФСБ задержала москвичку по делу о госизмене за оказание помощи ВСУ

• NYT: Приезд генерала Сырского в Артемовск говорит о сложном положении ВСУ

• РИА Новости: Олимпийский чемпион Роман Костомаров начал приходить в себя

• РБК: ЕС разрешил Россельхозбанку использовать факс и e-mail вместо SWIFT

История паровых машин

Недолгий век паровых двигателей.
Ушли в далёкое прошлое громоздкие паровые машины, но они сыграли огромную роль в развитии технического прогресса.
История их началась ещё в Древней Греции, когда пытались использовать пар для работы первых двигателей. Математиком Героном из Александрии было придумано, как использовать его действие в работе турбины.
Но потом долгое время об этом не вспоминали. И только в XVII веке начались первые опыты по сооружению паровых машин. Эта мысль построить аппарат, поднимающий воду наверх под воздействием пара, от француза Соломона де Ко пришла к жителю Англии Эдварду Сомерсету. Именно последний и получил патент на это изобретение. И Эдвард, и последующие изобретатели были озабочены целью о создании машины для выкачивания воды из шахт и копей под действием силы пара, потому что это требовали насущные проблемы того времени. Шахты, особенно в Англии, забрасывали вследствие того, что они были залиты водой. А выкачка её оттуда, с большой глубины, требовала не только больших физических усилий, но и огромных затрат времени.
Английские инженеры плотно занимались разработками паровых машин и преуспели в этом больше всех. Именно их проекты получали патенты. Среди них можно отметить Томаса Сейвери, создавшего так называемый Огненный мотор, который вращал мельницы, поднимал воду из шахт, осушая их. Работала машина под действием силы огня. Недостатком в его изобретении было то, что подъем воды совершался из глубины не более 15 метров, а многие шахты были почти в десять раз глубже. Ещё агрегат требовал для работы большое количество топлива, что было неоправданной роскошью.
Дени Папен, имевший медицинское образование, занял своё место в ряду изобретателей паровых машин. Он установил, как зависит давление от температуры кипячения воды. Так была изобретена скороварка, названная в честь изобретателя. Следующим образцом Папена стал двигатель, работающий на силе воспламеняющего пороха. А паровой двигатель с применением воды, нагревающейся внутри него и двигавшей поршень вверх, стал шагом вперёд на пути к прогрессу. Но выгоды из своих изобретений Папен не смог получить, так как подобный патент уже получил Сейвери, и окончил свои дни в нищете.
Первую паровую машину построил уже в XVIII веке Томас Ньюкомен, изучив предварительно работы своих предшественников-изобретателей. Он использовал в ней поршень Папена вместе с вертикальным цилиндром и принцип действия огненного мотора Сейвери. Этим аппаратом выкачивалась вода из шахт под действием атмосферного давления. Несмотря на громоздкость и требование для работы большого количества топлива, машина прижилась и применялась на шахтах почти пятьдесят лет. Работала она довольно эффективно, выкачивая воду в шесть раз быстрее, чем раньше. Но патента Томас тоже не получил по той же причине, что и Папен.
Изобретение Ньюкомена пытались использовать для приведения в действие транспортных средств, особенно гребного колеса на морских и речных судах, но ничего не получилось. Только Джеймсом Уаттом из Глазго была создана паровая машина, обладающая достаточной мощностью. Ремонтируя аппарат Ньюкомена, механик понял, что для сокращения расходов топлива надо цилиндр машины держать нагретым. Чтобы агрегат был на ходу, вместо атмосферного давления использовал паровое. Это и стало главным в истории изобретения подобных машин. Богатый промышленник Болтон поддержал Уатта, и вскоре открывается компания, где производят новые аппараты. Это время и было расцветом английской промышленности, потому что на помощь человеку пришли машины, работавшие на пару. Изобретенные Уаттом универсальные двигатели приводят в движение заводские станки и другие агрегаты. Недаром этому знаменитому английскому механику, оставившему значительный след в истории изобретательства, поставили памятник в Вестминстерском аббатстве.
Паровые двигатели стали применять на транспорте, в основном, речном. Заработали пароходы в Америке в начале XIX века. Это были судна с гребным колесом, громоздкие, дымящиеся. Не каждый человек отваживался проехать по океану на такой посудине. Для повышения скорости такого транспортного средства вскоре колесо заменили на винт. История парусных кораблей закончилась, вместо них по речной и морской глади земного шара заходили пароходы.
Русский изобретатель Иван Ползунов тоже известен своими разработками по проектированию паровой машины, хотя довести до конца свои изыскания он не успел. Почти два года ушло на создание мощного агрегата, который он совершенствовал в одиночку. За несколько дней до испытаний машины инженер умер от чахотки. Ученики завершили его дело, машина работала без перебоев на полной автоматике. История этого изобретения плачевна. Заказчики получили прибыль и окупили деньги, вложенные в этот проект. Но через некоторое время котел дал течь, и машина была разобрана, а затем оказалась на помойке.
В первой половине XIX века началась эпоха поездов и автомобилей, работающих под действием пара. Повозка с паровым двигателем двигалась по рельсам и перевозила грузы. Это был как бы первый паровоз.
Паровая автомашина была построена французом Кюньо. Весила она более тонны, и управлять ей могли два человека. А вот у его соотечественника Серполле экипаж на трех колесах сначала работал на угле, а затем на жидком топливе. Совместно с американцем Ф. Гарднером он открыл фирму по производству автомобилей, а происходило это в 1900 году. Паровых автомобилей в то время выпускалось почти в два раза больше, чем бензиновых. И они колесили по дорогам до тридцатых годов прошлого века. Но как только изобрели двигатели внутреннего сгорания, имевшие высокий коэффициент полезного действия, паромобили стали непопулярны.
Пар пытались использовать при работе аэропланов, но уж больно они были громоздки и не могли набрать высоту. Поэтому чаще всего падали на землю, не прижился пар и для оружейных конструкций, хотя ещё Леонардо да Винчи писал о паровых пушках. Но испытания такого оружия в XIX веке не впечатлили военных, уж очень сложно было управлять таким оружием в полевых условиях.
История паровых машин подошла к концу, на смену им пришли другие. Но и сейчас изобретения механиков прошлого не оставляют без внимания. Ведь топливо для парового котла можно использовать другое, например, уран. Энергию пара заменяют солнечной.
Австрийцы, жители Швейцарии и Латинской Америки до сих пор предпочитают передвигаться на паровозах, работающих на сухом пару. Для горной местности этот вид транспорта незаменим: они не набирают большой скорости и работают на легких нефтяных отходах.
Интерес к паровым машинам не угасает со временем, а, наоборот, усиливается.

Добавить комментарий

История изобретения паровых машин

Статья опубликована 26. 06.2014 05:49

Последняя правка произведена 20.08.2015 07:33

Определение

Паровая машина — двигатель внешнего сгорания, который преобразовывает энергию пара в механическую работу.

Изобретение…

История изобретения паровых машин начинает свой отсчет еще с первого столетия нашей эры. Нам становится известно устройство, описанное Героном Александрийским, и приводимое в действие паром. Пар, выходящий из сопл по касательной, закреплённых на шаре, заставлял двигатель вращаться. Настоящая же паровая турбина была изобретена в средневековом Египте гораздо позднее. Ее изобретателем является арабский философ, астроном и инженер 16 века Таги-аль-Диноме. Вертел с лопастями начинал вращаться благодаря потокам пара, направленным на него. В 1629 г. подобное решение было предложено итальянским инженером Джованни Бранка. Главным минусом этих изобретений было то, что потоки пара были рассеивающимися, а это безусловно приводит к большим потерям энергии.

Дальнейшее развитие паровых машин, не могло происходить без подобающих условий. Необходимо было и экономическое благополучие и необходимость данных изобретений. Естественно этих условий не было и не могло быть до 16 века, в виду столь низкого уровня развития. В конце 17 века была создана пара экземпляров сих изобретений, но серьезно воспринята не была. Создателем первой является испанец Аянс де Бомонт. Эдвард Сомерсет — ученый из Англии в 1663 году опубликовал проект и установил приводимое в движение паром устройство для подъёма воды на стену Большой башни в замке Реглан. Но поскольку все новое трудно воспринимается человеком, то финансировать данный проект никто не решился. Создателем парового котла считается француз Дени Папен. В ходе проведения опытов по вытеснению воздуха из цилиндра, посредством взрыва пороха, он выяснил, что полный вакуум можно получить только с помощью кипящей воды. А чтобы цикл был автоматический, необходимо чтобы пар производился отдельно в котле. Папену приписывают изобретение лодки, которое приводилось в движение посредством реактивной силы в комбинации концепций Таги-аль-Дина и Севери; также его изобретением считается предохранительный клапан.

Все описанные устройства не были использованы и признаны практичными. Даже «пожарная установка», которую в 1698 году сконструировал Томас Севери, прослужила не долго. Из-за высокого давления создаваемого паром в емкостях с жидкостями, они часто взрывались. Поэтому его изобретение посчитали небезопасным. В свете всех этих неудач история изобретения паровых машин могла бы прерваться, но нет.

На картинках изображен паровой тягач Куньо. Как можно заметить, он был очень громоздким и неудобным в управлении.

Английским кузнец, Томас Ньюкомен в 1712 году продемонстрировал свой «атмосферный двигатель». Он представлял собой усовершенствованную модель парового двигателя Севери. Он получил свое применение в качестве откачки воды из шахт. В шахтном насосе коромысло было связано с тягой, которая спускалась в шахту к камере насоса. Возвратно-поступательные движения тяги передавались поршню насоса, подававшему воду вверх. Двигатель Ньюкомена был популярен и пользовался спросом. Именно с появлением данного двигателя принято связывать начало английской промышленной революции. В России первая вакуумная машина была спроектирована И.И.Ползуновым в 1763 году, а через год проект был воплощен в жизнь. Она приводила в действие воздуходувные меха на Барнаульских Колывано-Воскресенских заводах. Идея Оливера Эванса и Ричарда Тревитика, о использовании паров высокого давления, принесла значительные результаты. Р.Тревитик успешно построил промышленные однотактовые двигатели высокого давления, известные как «корнуэльские двигатели». Не смотря на увеличение эффективности, так же возросло количество случаев взрывов котлов, которые не выдерживали огромного давления. Поэтому принято было использовать предохранительный клапан, для выпуска излишнего давления.

Французский изобретатель Николас-Йозеф Куньо продемонстрировал в 1769 году первое действующее самоходное паровое транспортное средство: «fardier à vapeur» (паровая телега). Его изобретение можно посчитать первым автомобилем. Самоходный паровой трактор используемый в качестве мобильного источника механической энергии показал свою эффективность, он приводил в движение различные СХ машины. В 1788 году был построен, Джоном Фитчем пароход, который осуществлял регулярное сообщение по реке Делавер между Филадельфией и Берлингтоном. Он обладал вместимостью всего 30 человек, а передвигался со скоростью до 12 км/ч. 21 февраля 1804 года на металлургическом заводе Пенидаррен в Мертир-Тидвиле в Южном Уэльсе был продемонстрирован первый самоходный железнодорожный паровой поезд, который был построен Ричардом Тревитиком.

История создания паровой машины и ее применение

Изобретение паровых машин стало переломным моментом в истории человечества. Где-то на рубеже XVII-XVIII веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и ветряных мельниц на совершенно новые и уникальные механизмы – паровые двигатели. Именно благодаря им стали возможны техническая и промышленная революции, да и весь прогресс человечества.

Но кто изобрел паровую машину? Кому человечество этим обязано? И когда это было? На все эти вопросы и постараемся найти ответы.

Еще до нашей эры

История создания паровой машины начинается еще в первых столетиях до нашей эры. Герон Александрийский описал механизм, который начинал работать только тогда, когда на него воздействовал пар. Устройство представляло собой шар, на котором были закреплены сопла. Из сопел по касательной выходил пар, тем самым заставляя двигатель вращаться. Это было первое устройство, которое работало на пару.

Создатель паровой машины (а точнее, турбины) – Таги-аль-Диноме (арабский философ, инженер и астроном). Его изобретение стало широко известно в Египте в XVI веке. Механизм был устроен следующим образом: потоки пара направляли прямо на механизм с лопастями, и когда дым валил – лопасти вращались. Нечто подобное в 1629 году предлагал и итальянский инженер Джованни Бранка. Главным недостатком всех этих изобретений был слишком большой расход пара, что в свою очередь требовало огромных затрат энергии и не было целесообразно. Разработки были приостановлены, так как тогдашних научных и технических знаний человечества было недостаточно. Кроме того, надобность в таких изобретениях напрочь отсутствовала.

Разработки

До XVII века создание паровой машины было невозможно. Но как только планка уровня развития человечества взлетела, тут же появились и первые экземпляры и изобретения. Хотя серьезно их никто на тот момент не воспринял. Так, например, в 1663 году английский ученый опубликовал в прессе проект своего изобретения, которое он установил в замке Реглан. Его устройство служило для того, чтобы поднимать воду на стены башен. Однако, как и все новое и неизведанное, данный проект был принят с сомнением, и спонсоров для его дальнейших разработок не нашлось.

История создания паровой машины начинается с изобретения пароатмосферной машины. В 1681 году ученый из Франции Дени Папен изобрел устройство, которое откачивало воду из шахт. В качестве движущей силы в первое время применялся порох, а затем его заменили на водяной пар. Так появилась пароатмосферная машина. Огромный вклад в ее усовершенствование внесли ученые из Англии Томас Ньюкомен и Томас Северен. Неоценимую помощь также оказал русский изобретатель-самоучка Иван Ползунов.

Неудавшаяся попытка Папена

Пароатмосферная машина, далекая в то время от совершенства, привлекла особое внимание в судостроительной области. Д. Папен свои последние сбережения потратил на приобретение небольшого судна, на котором занялся установкой водоподъемной пароатмосферной машины собственного производства. Механизм действия заключался в том, чтобы, падая с высоты, вода начинала вращать колеса.

Свои испытания изобретатель проводил в 1707 году на реке Фульде. Много народу собралось, чтобы посмотреть на чудо: двигающееся по реке судно без парусов и весел. Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибли несколько человек. Власти разозлились на неудачливого изобретателя и запретили ему какие-либо работы и проекты. Судно конфисковали и разрушили, а через несколько лет скончался и сам Папен.

Ошибка

У парохода Папена был следующий принцип работы. На дно цилиндра необходимо было залить небольшое количество воды. Под самим цилиндром располагалась жаровня, которая служила для нагревания жидкости. Когда вода начинала кипеть, образующийся пар, расширяясь, поднимал поршень. Из пространства над поршнем через специально оборудованный клапан выталкивался воздух. После того как вода закипала и начинал валить пар, необходимо было убрать жаровню, закрыть клапан, чтобы удалить воздух, и при помощи прохладной воды охладить стенки цилиндра. Благодаря таким действиям пар, находившийся в цилиндре, конденсировался, под поршнем образовывалось разрежение, и благодаря силе атмосферного давления поршень вновь возвращался на свое первоначальное место. Во время его движения вниз и совершалась полезная работа. Однако КПД паровой машины Папена был отрицательным. Двигатель парохода был крайне неэкономичен. А главное, он был слишком сложным и неудобным в эксплуатации. Поэтому изобретение Папена не имело будущего уже с самого начала.

Последователи

Однако история создания паровой машины на этом не закончилась. Следующим, уже гораздо более удачливым, чем Папен, оказался английский ученый Томас Ньюкомен. Он долго изучал работы своих предшественников, делая упор на слабые места. И взяв самое лучшее из их работ, создал в 1712 году свой аппарат. Новая паровая машина (фото представлено) была сконструирована следующим образом: использовались цилиндр, находившийся в вертикальном положении, а также поршень. Это Ньюкомен взял из работ Папена. Однако пар образовывался уже в другом котле. Вокруг поршня закреплялась цельная кожа, что значительно повышало герметичность внутри парового цилиндра. Данная машина также была пароатмосферной (вода поднималась из шахты при помощи атмосферного давления). Главными минусами изобретения были его громоздкость и неэкономичность: машина «съедала» огромное количество угля. Однако пользы она приносила значительно больше, чем изобретение Папена. Поэтому ее почти пятьдесят лет применяли в подземельях и шахтах. Ее использовали для откачивания грунтовых вод, а также для осушки кораблей. Томас Ньюкомен пытался преобразовать свою машину так, чтобы была возможность применять ее для движения транспорта. Однако все его попытки не увенчались успехом.

Следующим ученым, заявившим о себе, стал Д. Хулл из Англии. В 1736 году он представил миру свое изобретение: пароатмосферную машину, у которой в качестве движителя были лопастные колеса. Его разработка оказал более удачной, чем у Папена. Сразу же было выпущено несколько таких суден. В основном они использовались для того, чтобы буксировать баржи, корабли и другие суда. Однако надежность пароатмосферной машины не вызывала доверия, и суда оборудовали парусами как основным движителем.

И хотя Хуллу повезло больше, чем Папену, его изобретения постепенно потеряли актуальность, и от них отказались. Все-таки у пароатмосферных машин того времени было множество специфических недостатков.

История создания паровой машины в России

Следующий прорыв случился в Российской Империи. В 1766 году на металлургическом заводе в Барнауле была создана первая паровая машина, которая подавала в плавильные печи воздух при помощи специальных воздуходувных мехов. Создателем ее стал Иван Иванович Ползунов, которому за заслуги перед родиной даже дали офицерское звание. Изобретатель представил своему начальству чертежи и планы «огненной машины», способной приводить в действие воздуходувные мехи.

Однако судьба сыграла с Ползуновым злую шутку: через семь лет после того, как его проект был принят, а машина собрана, он заболел и умер от чахотки — всего за неделю до того, как начались испытания его двигателя. Однако его инструкций оказалось достаточно, чтобы завести двигатель.

Итак, 7 августа 1766 года паровая машина Ползунова была запущена и поставлена под нагрузку. Однако уже в ноябре того же года она сломалась. Причиной оказались слишком тонкие стенки котла, не предназначенного для нагрузки. Причем изобретатель в своих инструкциях писал, что этот котел можно использовать только во время испытаний. Изготовление нового котла легко бы окупилось, ведь КПД паровой машины Ползунова был положительный. За 1023 часа работы с ее помощью выплавили серебра 14 с лишним пудов!

Но несмотря на это, никто ремонтировать механизм не стал. Паровая машина Ползунова пылилась более 15 лет на складе, пока мир промышленности не стоял на месте и развивался. А потом и вовсе была разобрана на запчасти. Видимо, в тот момент Россия еще не доросла до паровых двигателей.

Требования времени

Между тем жизнь на месте не стояла. И человечество постоянно задумывалось над тем, чтобы создать механизм, позволяющий не зависеть от капризной природы, а самим управлять судьбой. От паруса все хотели отказаться как можно быстрее. Поэтому вопрос о создании парового механизма постоянно висел в воздухе. В 1753 году в Париже был выдвинут конкурс среди мастеров, ученых и изобретателей. Академия наук объявила награду тому, кто сможет создать механизм, способный заменить силу ветра. Но несмотря на то что в конкурсе участвовали такие умы, как Л. Эйлер, Д. Бернулли, Кантон де Лакруа и другие, дельного предложения не вынес никто.

Годы шли. И промышленная революция накрывала все больше и больше стран. Первенство и лидерство среди других держав доставалось неизменно Англии. К концу восемнадцатого века именно Великобритания стала создательницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала титул всемирной монополистки в данной отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

Первая паровая машина в мире

1784 год стал для Англии и для всего мира переломным моментом в промышленной революции. И человеком, ответственным за это, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина, которую он создал, стала самым громким открытием века.

Джеймс Уатт на протяжении нескольких лет изучал чертежи, строение и принципы работы пароатмосферных машин. И на основании всего этого он сделал вывод, что для эффективности работы двигателя необходимо сравнять температуры воды в цилиндре и пара, который попадает в механизм. Главный минус пароатмосферных машин заключался в постоянной необходимости охлаждения цилиндра водой. Это было расходно и неудобно.

Новая паровая машина была сконструирована иным образом. Так, цилиндр заключался в специальную рубашку из пара. Таким образом Уатт добился его постоянного нагретого состояния. Изобретатель создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду (конденсатор). К нему трубой присоединялся цилиндр. Когда пар отрабатывался в цилиндре, то через трубу попадал в конденсатор и там превращался обратно в воду. Работая над усовершенствованием своей машины, Уатт создал разрежение в конденсаторе. Таким образом, весь пар, попадавший из цилиндра, конденсировался в нем. Благодаря этому нововведению очень сильно увеличивался процесс расширения пара, что в свою очередь позволяло извлекать из того же количества пара намного больше энергии. Это был венец успеха.

Создатель паровой машины также изменил и принцип подачи воздуха. Теперь пар попадал сначала под поршень, тем самым поднимая его, а затем собирался над поршнем, опуская. Таким образом, оба хода поршня в механизме стали рабочими, что ранее даже не представлялось возможным. А расход угля на одну лошадиную силу был в четыре раза меньше, чем, соответственно, у пароатмосферных машин, чего и добивался Джеймс Уатт. Паровая машина очень быстро завоевала сначала Великобританию, ну а затем и целый мир.

«Шарлотта Дандас»

После того как весь мир был поражен изобретением Джеймса Уатта, началось широкое применение паровых машин. Так, в 1802 году в Англии появился первый корабль на пару – катер «Шарлотта Дандас». Его создателем считается Уильям Саймингтон. Катер применялся в качестве буксировки барж по каналу. Роль движителя на судне играло гребное колесо, установленное на корме. Катер с первого раза успешно прошел испытания: отбуксировал две огромные баржи на 18 миль за шесть часов. При этом ему сильно мешал встречный ветер. Но он справился.

И все-таки его поставили на прикол, потому что опасались, что из-за сильных волн, которые создавались под гребным колесом, берега канала будут размыты. Кстати, на испытаниях «Шарлотты» присутствовал человек, которого весь мир сегодня считает создателем первого парохода.

Английский судостроитель Роберт Фултон с юношеских лет мечтал о судне с паровым двигателем. И вот его мечта стала осуществима. Ведь изобретение паровых машин стало новым толчком в судостроительстве. Вместе с посланником из Америки Р. Ливингстоном, который взял на себя материальную сторону вопроса, Фултон занялся проектом корабля с паровой машиной. Это было сложное изобретение, основанное на идее весельного движителя. По бортам судна тянулись в ряд плицы, имитирующие множество весел. При этом плицы то и дело мешали друг другу и ломались. Сегодня можно с легкостью сказать, что тот же эффект мог быть достигнут всего при трех-четырех плицах. Но с позиции науки и техники того времени это увидеть было нереально. Поэтому судостроителям приходилось намного сложнее.

В 1803 году изобретение Фултона было представлено всему миру. Пароход медленно и ровно шел по Сене, поражая умы и воображение многих ученых и деятелей Парижа. Однако правительство Наполеона отвергло проект, и раздосадованные судостроители вынуждены были искать счастья в Америке.

И вот в августе 1807 года первый в мире пароход под названием «Клермонт», в котором была задействована мощнейшая паровая машина (фото представлено), пошел по Гудзонскому заливу. Многие тогда просто не верили в успех.

В свой первый рейс «Клермонт» отправился без грузов и без пассажиров. Никто не хотел отправляться в путешествие на борту огнедышащего судна. Но уже на обратном пути появился первый пассажир – местный фермер, заплативший шесть долларов за билет. Он стал первым пассажиром в истории пароходства. Фултон был так сильно растроган, что предоставил смельчаку пожизненный бесплатный проезд на всех своих изобретениях.

Почему в Древнем Риме не изобрели паровой двигатель?

Аноним
06/05/21 Чтв 15:26:17
№2460146971

3.jpg

120Кб, 613×480

unnamed.jpg

75Кб, 322×512

scale1200.jpeg

305Кб, 1024×808

pardv.jpg

206Кб, 606×450

Почему в Древнем Риме не изобрели паровой двигатель? В Риме были сложные системы канализации, развитая архитектура, осадные башни и водяные мельницы.
Сам паровой двигатель был изобретён в 1769 шотландцем Уаттом. Разве до парового двигателя римлянам не оставался один шаг?

Аноним
06/05/21 Чтв 15:26:52
№2460147362

Бамп

Аноним
06/05/21 Чтв 15:27:43
№2460148043

Варвары ебучие все заруинили

Аноним
06/05/21 Чтв 15:29:58
№2460149124

image.png

4655Кб, 1920×1080

>>246014697 (OP)
>Почему в Древнем Риме не изобрели паровой двигатель?
Хачи.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:30:05
№2460149225

Бамп

Аноним
06/05/21 Чтв 15:30:27
№2460149456

Бамп

Аноним
06/05/21 Чтв 15:31:06
№2460149857

ты переоцениваешь развитость Рима

Аноним
06/05/21 Чтв 15:31:25
№2460150038

>>246014697 (OP)
Да. Скорее всего римлянам оставался один шаг до изобретения всяких там паровых двигателей, оптики и прочего изобретенного после эпохи возрождения. А там глядишь и ядерная война 1812 года была бы

Аноним
06/05/21 Чтв 15:32:01
№2460150519

15988792930270. png

112Кб, 350×350

>>246014912
>Хачи.

Аноним
# OP
06/05/21 Чтв 15:32:30
№24601507610

Паровой двигатель это прежде всего механика, о тепловой цикле который был открыт на 50 лет позже первого прототипа паровой машины не приходится говорить

Аноним
06/05/21 Чтв 15:32:47
№24601508311

161629767518222[…].jpg

96Кб, 1024×859

>>246014697 (OP)
Хуй знает

Аноним
06/05/21 Чтв 15:33:35
№24601512412

>>246014697 (OP)
https://en.wikipedia.org/wiki/Aeolipile

Изобрели еще греки, но это было баловством.

У римлян не было достаточной инженерной, метрологической, а самое важное — металлургической базы.
Плюс не было интереса — дешевле нагнать толпу рабов с кирками и лопатами для работы в шахтах, чем долго и мучительно разрабатывать непонятную дорогостоящую йобу, которая еще и будет ненадежной.

В Европе в 17-м веке такая база уже была, ровно как и потребность в механизации.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:34:56
№24601521013

>>246014697 (OP)
Паровым поршнем открывались двери в одном греческом храме, турбины Герона, вся хуйня.
Но для них не было коммерческих задач, а значит и смысла. Все это могли сделать рабы. Задачи появились только когда шахты углубились настолько, что из них нужно было постоянно откачивать воду с больших глубин и еще двести лет совершенствовались, чтобы никого не убивать и применяться хоть где-то кроме шахт.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:35:04
№24601521914

>>246015124
>ровно
а

Аноним
06/05/21 Чтв 15:35:54
№24601527715

>>246015051
Да, именно так

Аноним
06/05/21 Чтв 15:36:13
№24601530216

>>246015124
Ну собсветнно это ответ: среда выдавливает идеи, а не они сами появляются у какого-то пидора.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:36:43
№24601532817

>>246014697 (OP)
Потому что в Античности не мыслили критериями производства. Большая часть всего, что наизобретали в те годы, — развлекательные свистоперделки и штучные решения. Варвары оказались более практичными и рукастыми.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:37:50
№24601541518

>>246015302
Ну да, бытие определяет сознание.

И сейчас у многих полно идей о всяких йоба-транклюкаторах, кто-то даже пытается их реализовать. Только обществу это не нужно по множеству причин. Может быть — когда-то будет нужно. Может быть — нет.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:38:11
№24601543419

>>246014697 (OP)
В древние времена были технологии посерьёзнее паровых двигателей.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:38:12
№24601543720

>>246015083
И с какой скоростью этот Героин на этом двигателе ездил?

Аноним
06/05/21 Чтв 15:38:48
№24601547821

>>246014697 (OP)
Герон Александрийский изобрел же

Аноним
06/05/21 Чтв 15:38:51
№24601548522

>>246015328
Так варвары худо-бедно массовое производство смогли родить в виде мануфактур лишь на излете средневековья.
До этого экономика не вынуждала к таким решениям переходить.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:38:55
№24601548823

>>246014697 (OP)
Турбина Герона. Сходи, хуй сосни.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:38:56
№24601548924

>>246015328
И жили как люди, а совко-муриканцы превратили мир в завод и многоэтажку.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:39:20
№24601551525

>>246015434
КТО ДВИГАЛ БЛОКИ ПИРАМИД?
ДРЕВНИЕ ЕВРЕИ? НЕСМЕШНО!

Аноним
06/05/21 Чтв 15:39:27
№24601552426

>>246014697 (OP)
>>246015210
тащем-то, секрета нет. во всём виноваты сократ со всякими платонами. почитайте у ницше греческое государство, там размышления автора на тему, как греки высрали христианство.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:39:49
№24601554527

>>246014697 (OP)
Да его еще ебучие греки изобрели, да только тогда было выгоднее нахапать десяток рабов и приставить к ним сторожа, чем собирать какую-то машину и потом с бубном плясать вокруг нее.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:40:03
№24601556228

>>246014697 (OP)
Нахуй этот двигатель нам ненужон!1.
Он и правда задачь не имел в те времена. Нам сложно понять, мол как так то, это же прогресс. А вот у них были рабы и вполне комфортная жизнь. Нахуя он им был нужен? Всякие паровые игрушки были, поршневые насосы были, а двигателя нет. Потому что нет задачь.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:40:20
№24601558729

>>246015515
Кончено!
Сотню Мойш привязывали к блоку, а спереди бежал надсмотрщик с шекелем на ниточке.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:40:44
№24601561330

image.png

1209Кб, 1024×576

>>246015515
Ну какбэ технологии пришельцев не есть изобретение человеков….

Аноним
06/05/21 Чтв 15:41:38
№24601567031

wvy7be029gdhtdz[…].jpeg

57Кб, 768×480

>>246015434
Есть такое

Аноним
06/05/21 Чтв 15:41:53
№24601568932

МЕТАЛЛУРГИЯ! Она была не развита тогда.
И вообще они были заняты пердоленьем задниц друг-друга.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:42:21
№24601571933

>>246014804
Опять грязнотуникий приплетает варваров, лол. Опять великой римашке готы в сандалии срут, ору!

Аноним
06/05/21 Чтв 15:43:11
№24601578434

>>246015689
Неправда, римляне были уже по тян потому и развалились

Аноним
06/05/21 Чтв 15:43:41
№24601584135

>>246015689
В Китае металлургию задушили бюрократы, может и в Риме так же было.

Аноним
# OP
06/05/21 Чтв 15:45:09
№24601594736

Турбина герона и близко не стоит к паровому двигателю, это же разные принципы.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:46:52
№24601604737

>>246015670
Это вообще бесполезная механическая игрушка для мамкиных астрономов того времени. Уровня железных мужиков эпохи Возрождения.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:47:35
№24601609238

>>246015947
Это реактивный блядь двигатель. Пока руснявые пидорахи копались в гавне великие белые арии-эллины уже изобрели реактивный двигатель к которому рашка шла еще две тысячи лет

Аноним
06/05/21 Чтв 15:47:35
№24601609339

Снимок экрана 2[…].png

140Кб, 231×291

>>246014697 (OP)
Потому что прогресса нет.
И появление всяких йоба штук это не последовательная хуйня.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:49:21
№24601620440

>>246016093
Что такое прогресс?

Аноним
06/05/21 Чтв 15:49:35
№24601621941

>>246016092
Ну так все в говне копались пока рим там всякую хуйню кратфил.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:49:47
№24601624042

>>246015124
Паровой машине нужен уголь.
Уголь это или много деревьев, или шахты.
Из шахт нужно откачивать воду, чтобы добывать уголь.
Ещё уголь — это железная металлургия.
В Англии и Шотландии 18в сошлись три вещи — большая потребность в железе и развитая металлургия, доступность дёшевого каменного угля, и необходимость в насосах для откачки воды из шахт.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:51:59
№24601637543

>>246014697 (OP)
Как это не изобрели блядь? Изобрели, 69 год н.э., в Александрии, которая в те времена была частью Рима. Проблема в том, что они не додумались его на колесики поставить. Гугли Геронов шар.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:52:11
№24601639144

>>246015489
У меня для тебя плохие новости, коммиблок придумали в Риме

>>246015485
>До этого экономика не вынуждала к таким решениям переходить.
А водяное колесо и всякие штюкофены?

Аноним
06/05/21 Чтв 15:52:22
№24601640445

>>246016093
Это лена из неновостей?

Аноним
# OP
06/05/21 Чтв 15:52:27
№24601641246

>>246016092
Хуясе на Википедии вычитал? Да любой пердеж от которого ты подлетаешь это реактивное движение — преобразование внутренней энергии в движение.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:56:37
№24601665547

>>246016375
>они не додумались его на колесики поставить
А нахуй оно им упало? У римлян был охуительный вечный двигатель в виде рабов и ебовейшая глобализация: металл, зерно и прочие ништяки запросто пересекали тогдашнюю ойкумену вместо развития местного производства.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:56:53
№24601667148

>>246016391
Ну так до появления мануфактур это было на уровне штучных агрегатов , т.е. никакой массовости и подобия унификации. Опять же, из-за низкого уровня развития инженерии.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:57:33
№24601670849

>>246016240
Два чая этому анону. Чтобы паровая машина стала рентабельной, нужна очень нехуевая концентрация производства и ресурсов. В Европе реально есть все три места, где это могло произойти: Англия, Эльзас-Лотарингия и, с гигантской натяжкой, — Донбасс.

Аноним
06/05/21 Чтв 15:57:56
№24601673550

>>246016671
Ты себе хуево представляешь средневековую металлургию в Пиренеях, например

Аноним
06/05/21 Чтв 15:58:37
№24601677851

>>246016655
>был охуительный вечный двигатель в виде рабов
@
ВАРВАРЫ ПРОКАЧАЛИСЬ, НА ПОКОРЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ПОСТОЯННО ВОССТАНИЕ И НАБЕГИ ВСЯКИХ ГЕРМАНЦЕВ
@
НОВЫЕ ТЕРРИТОРИИ УЖЕ НЕ ОСОБО ЗАВОЕВЫВАЮТСЯ
@
НОВЫХ РАБОВ ПОЧТИ НЕ ПОСТУПАЕТ
@
ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВЕЧНОГО ГОРОДА ДЕЛАЕТ КРАК-КРАК

Аноним
06/05/21 Чтв 16:00:53
№24601692152

Алсо, у Римлян даже приблизительно не было достаточно развитой металлургии для создания паровых машин. Напомню, что ковать нормальные кирасы научились только веку к 13-14. А от кирасы до нормального парового котла как до луны пешком.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:02:40
№24601705253

>>246015328
В античности в Европе жили ~5млн чел.
В 18в ~50млн.
В античности хватало ремесленников и рабов, в новое время потребовалось массовое производство

Аноним
06/05/21 Чтв 16:04:20
№24601715954

>>246016778
Примерно так и получилось. Но гораздо больше зароллили изменения климата и снижение поставок хавчика из африканских колоний в Рим, пришлось развивать клиентские отношения, мелкое фермерство, а там начался исход из городов на вольные хлеба, повышение значимости земли в собственности, — и т.д. вплоть до выпиливания римской экономической модели и становления феодализма.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:05:53
№24601727455

>>246015434
ДРЕВНЕСЛАВЯНСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР ТЕСЛЫ!!!

Аноним
06/05/21 Чтв 16:06:08
№24601729056

А Я НАПОМИНАЮ, ЧТО СЕЙЧАС 1021 ГОД ОТ Р. Х., А 2021 ПОЛУЧИЛСЯ ПОСЛЕ ТОГО, КАК РИМСКИЕ ЧЕКИСТЫ КАТОЛИКИ НАКИНУЛИ СВОЕЙ СЕКТЕ 1000 ЛЕТ, А ВСЕХ НЕСОГЛАСНЫХ УБИВАЛИ И СЖИГАЛИ.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:06:48
№24601732557

>>246017052
Как это исключало применение водного колеса в металлургии?

Аноним
06/05/21 Чтв 16:08:41
№24601747158

Да ничего нового с тех пор не изобрели, АЭС — это паровой двигатель.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:09:56
№24601756059

>>246017052
>В 18в ~50млн
Что-то слабо верится. 18 век это же не древность, это, считай, вчера было. Неужто за два века население европы в 10 раз увеличилось? И это при учёте двух мировых войн.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:11:52
№24601769660

>>246017471
Чмохи вы правда не представляете в чем смысл всех двигателей? Паровой — энергия расширения газа/атомная — энергия деления ядра/тэц — внутренняя энергия/ГЭС — потенциальная энергия
Какая разница, что будет передатчиком энергии.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:12:42
№24601774661

>>246017560
Ну да, к двадцати годам тянка уже несколько детей может иметь.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:13:31
№24601780162

>>246017560
Чем больше еды, тем больше популяция, плюс девок раньше ебли в 13-14 и к 18 годам они уже двоих-троих детей имели.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:15:18
№24601792963

>>246014697 (OP)
> в Древнем Риме
кто-то тут реально верит, что между нами и Римом 2000 лет? По меньшей мере на 800 лет меньше

Аноним
06/05/21 Чтв 16:16:31
№24601801264

>>246017052
В римской империи жило от 40 до 120 лямов по разным прикидкам. Давай не пизди.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:16:47
№24601802165

>>246017325
Никак не исключало.
Если рядом с полисом в 15тыс чел, есть река с достаточно быстрым течением, то применение водяного колеса для раздувания мехов, вращения жерновов, закачки воды в акведук — вполне здравая и рациональная мысль.
Но необходимость изготовления тысяч стальных стволов, мечей, гвоздей, плугов, для государства в 15млн чел, это другие масштабы и потребности

Аноним
06/05/21 Чтв 16:21:29
№24601830966

изображение. png

462Кб, 800×450

>>246015719
Какие нахуй готы, ебанутый блять? Может еще эмо приплетешь?

Аноним
06/05/21 Чтв 16:21:32
№24601832067

ПРОГРЕССА НЕ СУЩЕСТВУЕТ Жизнь — это не ветка технологий из цивилизации. Многие изобретения множество раз переизобретались и забывались.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:21:53
№24601833468

>>246015003
>>246015003
Самая тупая аргументация это когда аппелируют что возможно асе было по другому. А то что до конца средневековья де-факто другая часть империи существовала и начала стагнировать после Юстиниана это другое? Если бы Западная и просуществовала ещё немного, её бы ждала худшая участь.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:24:23
№24601851069

>>246015515
Да не строили жиды пирамиды, вы заебали уже. Даже если целиком и полностью довериться Ветхому Завету (а этого делать не стоит, ибо пиздят), то евреев в момент строительства любых пирамид в Египте даже в плане не было. Максимум, что могли строить еврейские рабы — свинарники для своего пропитания (египтяне свинину не ели).

Аноним
06/05/21 Чтв 16:24:24
№24601851170

>>246018320
>ПРОГРЕССА НЕ СУЩЕСТВУЕТ
Но при этом белые приплыли в Африку, а чёрные ничего не могли сделать против технологий белых. Ко ко ко кудахтах прогресса нет, Дугин скозал! Убермаргинал!
>Многие изобретения множество раз переизобретались и забывались.
Охуеть как это всё меняет.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:25:15
№24601855971

Ах да, ещё арабы когда им разбомбят аулы, лезут в высокоразвитые европейские страны, а не в параши африканских негров, где они умирают от холеры, и не в Инди, где пиздец. Прогресса нет точно.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:26:35
№24601864872

>>246018012
500 миллионов жили в ДРЕВНЕМ АРКАИМЕ!!!

Только границы города Рим, обнесенного стенами в античности, которые сохранились в средневековье, завершались в центральной части современного Рима, у них как и в Москве — есть кольцевая дорога проходящая по старому валу, и имеет диаметр примерно 5км.
Оптимально, если ты ходишь только пешком, и нет никакого транспорта.
40млн, ЭТО ВОЗМОЖНО, включая Грецию, Сирию, северную Африку, Египет, Испанию, Францию, Англию, Нижние земли, и долину Рейна.
Но почти всё это население не было экономически активным, так как жило в своих племенах, охотилось, собирало грибы/ягоды, и только платило дань в Рим

Аноним
06/05/21 Чтв 16:28:00
№24601873773

16163902826960.jpg

93Кб, 624×352

>>246014697 (OP)

А нахуя если есть рабы
Алсо паровой двигатель сделали ещё в Греции, но дальше разового изделия особо не пошло

Аноним
06/05/21 Чтв 16:28:14
№24601875474

>>246018510
Чел, ты…

Аноним
06/05/21 Чтв 16:31:07
№24601895275

>>246018559
>арабы когда им разбомбят аулы, лезут в высокоразвитые европейские страны где ебут фрау Натрахшек и режут фон Куколдов
Воистину Прогресс!

Аноним
06/05/21 Чтв 16:33:14
№24601910576

>>246018754
Да я понял, что это ирония была, просто очень уж заебало это ошибочное клише уровня «человек на 90% состоит из воды»

Аноним
06/05/21 Чтв 16:40:55
№24601959377

image. png

76Кб, 604×304

>>246019105
> ошибочное клише уровня «человек на 90% состоит из воды»
Да, это ложь, ибо истина вот.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:44:29
№24601981678

197C81B4-4521-4[…].jpeg

116Кб, 600×550

>>246015524
>дницше

Аноним
06/05/21 Чтв 16:46:18
№24601992679

>>246016708
А вот был бы коммунизм не нужно было бы ждать рентабельности, все сделали бы из-за любви к труду.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:46:43
№24601995180

>>246017801
Хуета. В документируемое время брачный возраст был 20-23 у тян и 25-28 у кунов. Все эти ранние браки — это про аристократию.

>>246018021
Но тем не менее, это исключило, потому что в римской модели мироздания она была нахуй не нужнаю. Эти три инвалида успешно передавали друг другу ништяки и эксплуатировали рабов. То есть, тебе буквально не нужно делать водяной привод у мехов — одно из важнейших изобретений Средних Веков, — если их могут прокачать рабы.

Так же точно, тебе нахуй не упало мастерить какие-то тяжелые плуги для обработки говнозёмов и тратить на них драгоценное железо, если зерно припливет из Египта, где оно само каждый год прорастает. Ты не ставишь у себя дома ткацкий станок, потому что полотно для тоги тебе доставят из каких-то других ебеней. Не выращиваешь свой собственный виноград и т.д.

Внушительная часть населения классического Рима могла себе позволить пинать хуи на подачки или подрабатывать гей-шлюхами и приказчиками у богатых патронов, потому что климатический оптимум, охват Средиземного мора и патриархальное рабство создавали гомеостаз.

Когда вся эта кухня наебнулась, людям пришлось работать. И даже хуже — конкурировать за ресурсы. Да настолько, что еще в 19 веке монастыри старались свой виноград выращивать, чтобы иметь вино для причастия собственного производства, хотя оно продавалось в изобилии на любой ярмарке.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:47:12
№24601998581

7E517B1F-4A42-4[…].jpeg

50Кб, 388×260

>>246017274
А ты думаешь на чём виманы летали?

Аноним
06/05/21 Чтв 16:47:13
№24601998782

>>246019816
>шизегель

Аноним
06/05/21 Чтв 16:48:15
№24602006483

>>246018320
И ещё города закапывали зачем-то.

Аноним
06/05/21 Чтв 16:49:05
№24602011684

>>246019987
Че, не осилил, сверхчеловек мамкин?

Аноним
06/05/21 Чтв 17:00:45
№24602099085

.

Иван Ползунов: Человек-Паровой Двигатель. — Русская инициатива: общественная организация реальных действий по популяризации и сохранению русского языка, литературы и культуры за рубежом

Иван Ползунов: Человек-Паровой Двигатель.

Что мы знаем про XVIII век? Наверное, у каждого будет свой, достаточно субъективный набор представлений и знаний. Но можно спросить уже, что такое XVIII век для Европейца? Француз, разумеется, расскажет про Красивую Францию, чьи короли пали под натиском Великой Французской Революции. Англичанин вспомнит, о Старой Доброй Англии, ставшей империей, над которой никогда не заходит солнце. Русский с гордостью расскажет о реформах Петра Великого, о том, как Россия незаметно для всего света стала морской державой, о золотом веке русского дворянства.

Но что же может объединить все представления европейцев об этом времени? Совершенно верно, XVIII век это начало гонки производительности, так называемой Промышленной Революции. Во всём мире, в том числе и в России назревали, либо происходили такие изменения, которые навсегда отбрасывали прошлое. На смену уже отжившему Средневековому Феодализму пришёл Капитализм Нового Времени. Одним из главных двигателей эпохи стали паровые двигатели, механизмы, способные бурить гранитные горы и работать день и ночь без устали. Труд огромной рабочей армии мерк, перед мощью новых изобретений. Родиной промышленной революции является Англия, однако и в России были свои мастера. Один из них Иван Иванович Ползунов, изобретатель первой в мире двухцилиндровой паровой машины.

Сын солдата

Люди Мысли и науки, не разделяющие образа жизни, взглядов и вкусов той среды, в которой живут, не имеют обыкновенно друзей, возможно что немного имел их, судя по его характеру, и Ползунов…

Михаил Ильич Южаков, исследователь жизни и машины Ползунова, 1906 год.

В далёком 1728 году в Екатеринбурге в самом начале весны в семье отставного солдата Ивана Алексеевича Ползунова и его супруги Дарьи Абрамовны появился на свет новый человек. Мальчик родился здоровым, его назвали, как и отца Иваном. Весна вступала в свою силу, семья обживалась с ребёнком, который, как и положено детям, быстро рос и ещё никто не знал, кем Ивану Ивановичу Ползунову предстоит стать…

В 8 лет он поступил в словесную школу, а после его перевели в арифметическую школу, которую в своё время основал русский учёный Василий Никитич Татищев. В арифметической школе один из его учителей был Фёдор Иванович Санников, шихтмейстер Екатеринбургского завода, крупный специалист по черчению и рисованию. Можно предположить, что именно в это время молодой Иван Ползунов и понял, чем ему нравится заниматься: чертить планы и обсчитывать формулы, по которым будут создаваться детали.

Уже в 14 лет он оканчивает «основное» обучение и уходит учеником к механику на один из уральских заводов. Спустя ещё 6 лет, на 20 году жизни Ползунов становится специалистом в горнозаводском ремесле. Видя его талант и самоотдачу начальство переводит его на Колывано-Воскресенские заводы, находящиеся восточнее, в Алтайском Крае. На новом месте он принимает должность гиттеншрейбера, или, как говорили тогда, «плавильного писаря», смотрителя и учетчика при плавильных печах.

Воспитанник уральских заводов.

Одарённость, талант и рвение с которыми Иван Ползунов бросался на новые задания, были заметны издалека.  Начальник заводов Иоган Христиани, немец осевший в России, разглядел в Ползунове искру изобретателя и всячески поддерживал его, в том числе, дал ему хорошую аттестацию, на основании которой его перевели в чин унтер-шихтмастера или горного урядника. Что-то вроде современного звания лейтенанта.

Будущий изобретатель продолжал учиться и много, много чертить. Например, в 1751 году Иван Ползунов выполнил перспективный вид (трёхмерный, без искажения размером из-за расстояния) Барнаульского завода. В 1753 году Ползунов получил поручение произвести доставку в Барнаул перезимовавшие в Красноярской пристани судов с грузами. Идти суда должны были по рекам Чарыш и Обь. Кроме этого, нужно было высчитать необходимое количество судов для доставки всего груза, просчитать количество утраченных или изломанных судов, а также оценить приблизительные потери, которые могут возникнуть. Иван Ползунов блестяще справился с этой задачей. После этого Хриситиани пишет докладную записку и Ивана Ползунова переводят на Змеиногорский рудник для дальнейшего изучения горного дела.

Однако обучение пошло достаточно медленными темпами, бергмейстер Ганс Эйсфельт, не видя нужды в новом специалисте, ставит Ползунова на различные хозяйственные работы, полагая его талант и рвение избыточным. При этом нельзя сказать, что развитию Ползунова как специалисту были поставлены барьеры. Иван Ползунов занимаясь хозяйственными работами продолжал работать и над техническими решениями. По его проекту был построен водоотводный канал при лесопилке, рудный амбар в Кабаповской пристани, а в 1758 году Ползунов отправляется с караваном драгоценных металлов в Санкт-Петербург. Там он получает повышение до шихтмейстера. Последние свои годы он проводил за выжигом угля в лесных куренях.

Из-за тяжёлой жизни, сурового сибирского климата Иван Ползунов заболевает туберкулёзом. За несколько лет болезнь буквально съедает инженера. Но кое-что он успевает сделать.

Отец огненной машины.

Иван Ползунов, как это можно было бы сказать, был рационализатором. Многое из того, что он делал, делалось не только ради денег, сколько из-за «благородной лени»

Памятник Ивану Ползунову

и профессиональной брезгливости к ручному труду. В самом деле, если ты инженер, а в голове у тебя всё устроено нормально, то неужели ты не сможешь придумать такую вещь, которая сможет заменить труд десятков человек? Средства есть. Знания есть. Наука есть. Даже материалов, и тех в избытке!

В 1763 году Иван Ползунов составил на имя начальника Колывано-Воскресеньских Заводов Прошина докладную записку. Суть этой записки заключалась в следующем: Иван Ползунов говорил о том, что необходимо менять гидравлические двигатели, работающие от воды на «огненные», работающие на пару. К записке он приложил чертёж с полным описанием парового двигателя непрерывного действия.

Разницу изобретатель пояснил так: гидравлические машины работают благодаря энергии передаваемой от водяного колеса. Для водяного колеса необходимо строить плотину или запруду, при том как можно выше, чтобы вода сильнее била по лопастям колеса. Кроме этого, объективным был факт, что реки лежат вовсе не везде где удобно, а значит, человек и предприятие становятся привязаны к определённым местам.

Согласно проекту Ползунова, его изобретение включало: котёл, пароатмосферную машину, состоявшую из двух цилиндров в которых была парораспределительная и водораспределительная системы. Также там были баки для воды, насосы для труб, передаточный механизм и прочее. К проекту прилагалось подробное описание его предполагаемой мощности, его «составах» (деталях), о предельно допустимых нагрузках. Главная особенность нового механизма в том, что Иван Ползунов не имел на руках аналогичного изобретения, проще говоря он не знал, есть ли в мире аналоги подобного устройства или нет. Паровая Машина Ползунова стала не аналоговой копией, не доведённым до ума чужим изобретением, нет. Это было воплощение чистого знания на практике.

Стоит отметить, что проект получился не только смелым для своего времени, но и настолько лаконичным, что глава Берг-коллегии Шлаттер, узнав об изобретении незамедлительно поспособствовал повышению Ивана Ползунова до чина берг-механикуса, а также оповестил императрицу Екатерину II о русском самородке.

Получив покровительство от Екатерины Великой, а также от старых знакомых Христиани и Порошина, Ползунов принялся за строительство второй паровой машины. Машина была огромная, её длинная была 18 метров, ширина 9 метров и 19 метров в высоту. Котёл для воды, который поставили в машину вмещал 7 тонн жидкости. Мощь её была такой, что машина запросто обслуживала 3 плавильные печи. В отличии от первого варианта, в ней была разработана система балансиров, поставлены отдельные меха которые были размером с большую комнату.

К несчастью, Иван Ползунов так и не увидел свой механизм в действии. Он умер за несколько недель до того, как машина заработала. Всего, машине было суждено работать с августа 1766 по ноябрь того же года. После в ней сломался некий механизм и рабочие побоялись что-то менять. Так машина простояла 13 лет, пока не было принято решение её разобрать. Так закончилась жизнь великого русского изобретателя.

Для чего всё это было?

Огнедействующую машину, о которой канцелярия горного начальства представила, что не только она весьма обветшала и от многих лет стоит праздно, без всякого употребления, но и по довольству при плавиленных печах воды, никакой нужды в ней не настоит, — по прописанным в том представлении причинам, разобрать находящуюся при оной фабрику разломать и леса употребить на что годен будет, члены же хранить на будущую иногда впредь надобность подобной машины в таком месте, где за недостатком воды, с лучшею пользую употреблена может быть.

Макет паровой Машины Ползунова.

24 сентября 1779 года, генерал-майору Меллеру инструкции, предписывавшей разобрать машину Ползунова.

Иван Ползунов — сын своего времени. Рождённый в тревожный XVIII век, когда указ Петра Великого об обязательной службе дворян ещё не сменился указом Петра III о вольности дворянства. Эпоху, в которую нужно было служить. Он и служил, как служил его отец, старый солдат Иван Ползунов старший.

В чём же принципиально различие русского и европейских учёных? В России, к сожалению, затормозили с реформами, указ об отмене крепостного права появится лишь через сотню лет. А значит, дармовой труд крестьян, который доставался помещикам по праву рождения пересиливал инновации, которые могли бы произойти. В Европе, которая освобождалась от ржавых оков феодализма, наоборот, активно разгоралась конкуренция на рынке рабочей силы, которая способствовала тому, чтобы появлялись изобретения способные удешевить затраты на рабочую силу.

Однако, как показывает пример Ивана Ползунова, талантливые люди были и в России. И, несмотря на то, что многое из того, что они изобрели и выдумали оказалось практически не реализовано, новые изобретения появлялись вновь и вновь. Живость ума русского человека, его природная несгибаемость, а также звериная целеустремлённость раз за разом удивляли, заграничных гостей. На краю Сибири, в сплетеньях болот и рек человек собрал механизм, основываясь только на том, что он знал из учебников по физике, химии и механике.

А машину Ползунова, спустя 130 лет собрали заново, по чертежам которые остались от Иван Иваныча. Сделал это инженер Михаил Южаков, в память о своём Великом Предшественнике.

Total Views: 9276 ,

Ричард Тревитик | Английский инженер

Ричард Тревитик

Смотреть все медиа

Дата рождения:

13 апреля 1771 г.
Англия

Умер:

22 апреля 1833 г. (62 года)
Дартфорд
Англия

Просмотреть весь соответствующий контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

Ричард Тревитик (родился 13 апреля 1771, Иллоган, Корнуолл, Англия — умер 22 апреля 1833, Дартфорд, Кент), британский инженер-механик и изобретатель, который успешно использовал пар высокого давления и построил первую в мире паровую железную дорогу. паровоз (1803 г.). В 1805 году он приспособил свой двигатель высокого давления для привода железопрокатного стана и для приведения в движение баржи с помощью гребных колес.

Тревитик провел свою юность в Иллогане в районе добычи олова в Корнуолле и посещал деревенскую школу. Учитель описал его как «непослушного, медлительного и упрямого». Его отец, управляющий шахтой, считал его бездельником, и на протяжении всей своей карьеры Тревитик оставался малограмотным. Однако в раннем возрасте он проявил незаурядный инженерный талант. Благодаря своей интуитивной способности решать проблемы, которые ставили в тупик образованных инженеров, он получил свою первую работу инженером на нескольких рудных рудниках Корнуолла в 179 г.0 в возрасте 19 лет. В 1797 году он женился на Джейн Харви из известной инженерной семьи. Она родила ему шестерых детей, один из которых, Фрэнсис, стал начальником локомотива Лондонской и Северо-Западной железной дороги, а позже написал биографию своего отца.

Викторина «Британника»

Изобретатели и изобретения

Поскольку в Корнуолле нет угольных месторождений, высокая стоимость импорта вынуждала операторов рудников вести жесткую экономию в потреблении топлива для насосов и подъемников. Поэтому инженеры Корнуолла сочли необходимым повысить эффективность паровой машины. В то время использовался массивный двигатель низкого давления, изобретенный Джеймсом Уаттом. Изобретательный, но осторожный, Уатт считал, что «сильный пар» слишком опасен для использования; Тревитик думал иначе. Вскоре он понял, что, используя пар высокого давления и позволяя ему расширяться внутри цилиндра, можно построить гораздо меньший и легкий двигатель с меньшей мощностью, чем у двигателя низкого давления.

В 1797 году Тревитик сконструировал работающие под высоким давлением модели как стационарных, так и локомотивных двигателей, которые оказались настолько успешными, что он построил полномасштабный двигатель высокого давления для подъема руды. Всего он построил 30 таких двигателей; они были настолько компактны, что их можно было перевозить в обычном сельскохозяйственном фургоне на шахты Корнуолла, где они были известны как «причуды пуха», потому что выпускали свой пар в атмосферу.

Тревитик построил свой первый паровой вагон, на котором он поднялся на холм в Камборне, Корнуолл, в канун Рождества 1801 года. В марте следующего года вместе со своим двоюродным братом Эндрю Вивианом он получил свой исторический патент на двигатели высокого давления для стационарных и локомотивных двигателей. использовать. В 1803 году он построил второй вагон, на котором проехал по улицам Лондона, и сконструировал первый в мире паровой железнодорожный локомотив на заводе Samuel Homfray’s Penydaren Ironworks в Южном Уэльсе. 21 февраля 1804 года этот паровоз выиграл пари для Хомфрея, протащив груз из 10 тонн железа и 70 человек по трамвайному пути длиной 10 миль. Второй подобный локомотив был построен в Гейтсхеде в 1805 году, а в 1808 году Тревитик продемонстрировал третий, 9-й.0039 «Поймай-кто-может» на кольцевой трассе, проложенной возле Юстон-роуд в Лондоне. Затем он отказался от этих проектов, потому что чугунные рельсы оказались слишком хрупкими для веса его двигателей.

В 1805 году Тревитик приспособил свой двигатель высокого давления для привода железопрокатного стана и баржи с помощью гребных колес. Его двигатель также приводил в действие первые в мире паровые земснаряды (1806 г.) и приводил в движение молотилку на ферме (1812 г.). Такие двигатели не смогли бы добиться успеха без усовершенствований, внесенных Тревитиком в конструкцию и конструкцию котлов. Для своих небольших двигателей он построил котел и двигатель как единое целое, но он также сконструировал большой кованый котел с одним внутренним дымоходом, который стал известен во всем мире как корнуоллский тип. Он использовался в сочетании с не менее известным насосным двигателем Корнуолла, который Тревитик усовершенствовал с помощью местных инженеров. Последний был вдвое экономичнее, чем тип Watt, который он быстро заменил.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подписаться сейчас

Тревитик, вспыльчивый и импульсивный человек, был совершенно лишен деловой хватки. Ненадежный партнер стал причиной краха лондонского бизнеса, который он начал в 1808 году по производству железного резервуара, запатентованного Тревитиком; банкротство последовало в 1811 году. Три года спустя девять двигателей Тревитика были заказаны для перуанских серебряных рудников, и, мечтая о несметных богатствах полезных ископаемых в Андах, он в 1816 году отплыл в Южную Америку. После многих приключений он вернулся в Англию в 1827 г., без гроша в кармане, обнаружив, что в его отсутствие другие инженеры, особенно Джордж Стефенсон, извлекли выгоду из его изобретений. Он умер в нищете и был похоронен в безымянной могиле.

Л.Т.К. Rolt

Паровой двигатель и промышленная революция

Паровая энергия была одним из самых значительных достижений промышленной революции (1760-1840) в Великобритании. Впервые изобретенный как насос в 1690-х годах, множество изобретателей усовершенствовали конструкции и возились с машинами, пока эффективная и мощная альтернатива энергии мышц, воды и ветра не привлекла коммерческих пользователей. В 19 веке паровой двигатель произвел революцию в промышленности и путешествиях, принеся в равной мере как преимущества, так и проблемы.

Джеймс Уатт работает над паровым двигателем

Приветственные изображения (CC BY)

Использование силы пара

До промышленной революции большие машины приводились в движение водяными колесами, животными или людьми. Все три были относительно дорогими (по крайней мере, в Великобритании). Эти источники энергии работали хорошо, а водяные колеса лучше всех, но очевидная необходимость источника воды была ограничением. Водяные колеса также могут выйти из строя в холодных условиях. Одна отрасль, в частности, нуждалась в новой технологии, чтобы работать лучше. Это была добыча угля. Добыча угля всегда была ограничена тем, что чем глубже были шахты, тем больше грунтовых вод попадало внутрь и препятствовало добыче угля. Нужен был мощный машинный насос. К 1700 году Великобритания производила 80% угля в Европе. Угольные шахты были крупным бизнесом, и именно этот факт побудил инвесторов и изобретателей найти дешевое решение для затопления шахт, чтобы можно было добывать больше угля. Вот почему паровой двигатель, хотя и основанный на теориях европейских ученых, был изобретен в Британии.

Удалить рекламу

Реклама

К 1907 году в Великобритании насчитывалось более 9,5 миллионов паровых машин.

Сила пара была впервые использована для насоса Томасом Савери (ок. 1650-1715), запатентованным в 1698 году, но его мощность была ограничена. Первый важный принцип заключается в том, что нагретая вода производит пар, объем которого в 1500 раз больше. Пар, когда он охлаждается и снова конденсируется в воду, резко уменьшается в объеме и создает частичный вакуум. Вакуум создает мощность всасывания, которую можно использовать для всасывания воды. Говоря научным языком, было обнаружено, что вес внешней атмосферы с более высоким давлением, чем вакуум в машине, создает силу энергии, которую можно использовать для перемещения чего-либо из одного места в другое.

YouTube
Следите за нами на Youtube!

Принципы вакуума и атмосферного давления были известны в 17 веке такими учеными, как Галилео (1564-1642) и Евангелиста Торричелли (1608-1647), но проблема заключалась в создании двигателя, достаточно сильного, чтобы выдерживать возникающее давление. Если бы давление можно было использовать и увеличить, его можно было бы использовать для всасывания поршня, а не только воды, как это делал паровой насос Савери. Движение поршня вниз в вакуум представляет собой рабочий ход, который можно использовать для подъема рычажной балки. Как и на качелях, поршень опускается, а прикрепленная к нему балка поднимается. Затем восходящая балка может поднять другую часть оборудования. Когда вакуумный резервуар опорожняется с помощью клапанов для выпуска пара, балка возвращается в свое естественное положение благодаря силе тяжести, и поэтому поршень вытягивается из вакуумного резервуара, готовый повторить цикл.

Удалить рекламу

Реклама

Схема паровой машины Ньюкомена

Эмоскопы (CC BY-SA)

В 1710 году Томас Ньюкомен (1664-1729), торговец скобяными изделиями из Дартмута, нашел путь вперед, изменив конструкцию Савери, существенно увеличив скорость процесса конденсации (путем подачи холодной воды) и, таким образом, мощность. Еще одно ключевое новшество заключалось в том, что вместо прямого штока поршня (который мог легко заклинить, если его слегка согнуть), использовалась цепь. Насос с паровым двигателем Ньюкомена был впервые использован в угольной шахте в Дадли в Мидлендсе в 1712 году. Машина могла всасывать 5000 галлонов (22,7 тыс. литров) каждый час из шахты глубиной 153 фута (46,6 метра). «Атмосферный двигатель» Ньюкомена был не очень эффективен с точки зрения угля, необходимого для его нагрева, но, поскольку он работал в угольных шахтах, это не было проблемой. Чтобы использовать такую ​​машину в другом месте и не быть непомерно дорогой, потребуются дополнительные инженерные доработки.

Более мощный, но теперь потребляющий гораздо меньше топлива и намного дешевле в эксплуатации, чем когда-либо прежде, паровые двигатели можно использовать практически везде.

Эффективность первых паровых машин была повышена благодаря шотландскому мастеру Джеймсу Уатту (1736-1819) в 1769 году и снова в 1778 году с помощью Мэтью Боултона (1728-1809). Уатт разделил горячие и холодные части оборудования, которые мешали эффективности процесса конденсации. Поэтому его машину часто называют отдельным конденсатором. Ватт также следил за тем, чтобы пар толкал поршень вниз одновременно с втягиванием вакуума, тем самым увеличивая мощность (измеряемую в «лошадиных силах» — термин, придуманный Ваттом). Затем Уатт обратился к опыту Джона и Уильяма Уилкинсонов, которые были опытными изготовителями пушек. Мальчики Уилкинсона смогли обеспечить паровую машину Уатта гораздо более качественными железными деталями, что гарантировало, что из поршневого механизма случайно выйдет очень мало пара. Уатт продолжал возиться со своей машиной, пока не достиг точки, когда его паровая машина использовала только четверть угля, который был у Ньюкомена. Теперь паровые насосы можно было использовать на оловянных и медных рудниках, где уголь был дорогим.

Любите историю?

Подпишитесь на нашу бесплатную еженедельную рассылку по электронной почте!

Паровые двигатели продолжали развиваться. Важным усовершенствованием стал расширительный двигатель, который по существу отключал источник тепла до того, как пар полностью расширился, что позволяло расширению продолжаться естественным образом и, таким образом, экономить топливо. Еще одним шагом вперед стало управление расширением пара с помощью клапанов. Еще лучше была конструкция, делающая рабочий ход круговым (вращательным движением), который мог приводить в действие маховик, гораздо более универсальный, чем прямой стержень или цепь, и гораздо более стабильный. Благодаря разработкам в области материалов и вкладу других дизайнеров, которые часто делились своими открытиями, к 1800 году стало возможным использовать только паровую часть процесса и не беспокоиться о конденсационной части. Более мощные, но потребляющие гораздо меньше топлива и намного более дешевые в эксплуатации, чем когда-либо прежде, паровые двигатели теперь можно было использовать практически где угодно.

Модель парового двигателя с вращающимся движением

Таморлан (общественное достояние)

Паровая машина была всех размеров и теперь представляла собой чрезвычайно сложный механизм. В любопытной взаимопомощи промышленной революции машины использовались для улучшения других машин, так что паровые двигатели приводили в действие режущие и металлообрабатывающие станки для производства более качественных и прочных деталей, которые можно было использовать для будущих паровых двигателей. К 1800 году в Британии насчитывалось более 2500 паровых машин, большинство из которых использовалось на шахтах, хлопчатобумажных фабриках и фабриках. Эти двигатели питались углем, и благодаря их успеху добыча угля процветала. Паровые двигатели теперь также использовались на угольных шахтах в других европейских странах, особенно в Бельгии, Франции, Германии и Нидерландах.

На протяжении 19-го века повсеместное присутствие машин означало, что усовершенствования производились теми, кто работал с ними ежедневно. В 1845 году Уильям Макнот, например, значительно увеличил давление и, следовательно, мощность своих машин. Эта эволюция в конечном итоге завершилась созданием первой паровой турбины, которая преобразовывала энергию в колесо с тонкими лопастями, похожее на гигантский вентилятор. Он был изобретен в 1884 году Чарльзом Парсонсом (1854-1931), который использовал его для приведения в движение своего корабля Turbina с невероятной скоростью 34,5 узла. К 1907 года в Британии насчитывалось более 9,5 миллионов паровых машин. Это был конец эволюции парового двигателя до того, как двигатель внутреннего сгорания и электричество стали основными источниками энергии. Однако в 19 веке паровая энергия прошла долгий путь от угольных шахт и нашла целый ряд применений во всех основных отраслях промышленности.

Удалить рекламу

Реклама

Паровозы

Система каналов в Британии долгое время была лучшим способом транспортировки товаров из одного места в другое, но их господству вот-вот должна была бросить вызов более дешевая и гораздо более быстрая альтернатива: железные дороги. В 1801 году Ричард Тревитик (1771-1833) изобрел первое дорожное транспортное средство с паровым приводом после того, как он разработал паровую машину высокого давления (двигатели низкого давления просто не имели необходимой мощности для движения транспортных средств). Его машина была очень хороша, но ее подвело плохое качество доступных дорог. В 1803 году Тревитик изобрел первый паровой железнодорожный локомотив, который мог двигаться по собственным специально построенным путям. 27 сентября 1825 г. 9Поезд 0039 Locomotion 1 , изобретенный Джорджем Стефенсоном (1781-1848), перевозил первых железнодорожных пассажиров из Стоктона в Дарлингтон на северо-востоке Англии. В 1829 году сын Джорджа Стефенсона, Роберт Стефенсон (1803-1859), создал ракету , , и принял участие в испытаниях Рейнхилла. Испытания представляли собой соревнования, призванные найти лучший локомотив для использования на новой железнодорожной линии, которая должна была соединить Манчестер и Ливерпуль и которая открылась в 1830 году. В 1838 году Бирмингем был соединен с Лондоном; в 1841 году пассажиры могли сесть на поезд из столицы в Бристоль. Железные дороги процветали.

Ракета Стивенсона

Национальный железнодорожный музей, Великобритания (CC BY)

Железные пути распространились по Британии так быстро, что это явление стало известно как «железнодорожная мания». К 1870 году насчитывалось более 15 000 миль (24 000 км) железнодорожных линий. Во многих направлениях пассажирам больше не приходилось терпеть медленные и неудобные конные повозки, которые раньше были единственным средством передвижения на большие расстояния. Скорость и комфорт были теперь ожиданиями путешественников.

Паровые корабли

Казалось, пар и транспорт созданы друг для друга. Дизайн кораблей был еще одной областью, в которой произошел переворот с появлением паровой машины, но здесь была фундаментальная проблема. Поскольку для работы паровой машины требовалось огромное количество угля и чистой пресной воды (которая не повреждает механизмы), любой корабль, приводимый в движение гребным колесом с паровым приводом, должен был направлять большую часть своей грузоподъемности на эти нужды. По этим причинам первые паровые лодки, как правило, были небольшими и ограничивались короткими поездками, обычно по рекам. Для дальнемагистральных паровых кораблей требовались еще более эффективные двигатели, и поэтому инженеры приступили к работе. И снова необходимость привела к изобретательству. Новые паровые двигатели теперь улавливали отработанный выхлопной пар и включали несколько поршней или кривошипов. Это увеличение мощности и эффективности означало, что требовалось меньше топлива, и, наконец, можно было бросить вызов господству парусного спорта.

Удалить рекламу

Реклама

Первым паромным паромом был Hibernia, , который перевозил пассажиров между Холихедом в Уэльсе и Дублином в Ирландии. Паровые суда одновременно разрабатывались в других странах, в частности, в Соединенных Штатах для плавания по рекам Огайо и Миссисипи с 1811 года. Появлялись более крупные корабли и даже пересекали Атлантику, но проблема места для двигателей и угля по-прежнему существовала. не было много места для груза или пассажиров. Следовательно, эти первые корабли не были коммерчески жизнеспособными. Дальние морские путешествия были просто слишком дорогими из-за затрат на топливо. Было необходимо переосмыслить, насколько большим должен быть корабль.

Великий инженер Изамбард Кингдом Брюнель (1806–1859) использовал паровой двигатель для приведения в движение своих гигантских кораблей SS Great Western (1838 г.), новаторского винтового SS Great Britain (1843 г.) и SS Great Eastern, самый большой корабль в мире длиной 692 фута (211 м), завершенный в 1858 году. Эти и другие корабли пересекли Атлантику быстрее, чем когда-либо прежде (10 дней по сравнению с 32 днями, используя только паруса), и вскоре были открыты новые амбициозные маршруты в Индию и Австралию. учредил. Первым грузовым судном, использовавшим энергию пара, был 9-й0039 John Bowes , построен в 1852 году.

SS Great Eastern

Чарльз Парсонс (общественное достояние)

Эпоха парусного спорта, по крайней мере для больших кораблей, подходила к концу. Пароходы не зависели от ветра и могли двигаться по прямой (парусные корабли должны лавировать против встречного ветра), сокращая продолжительность плавания. Скорость стала новым приоритетом океанских путешественников. Более быстрый и дешевый доступ пароходов к новым ресурсам и потребительским рынкам по всему миру подтолкнул промышленность к производству все большего количества товаров, что, в свою очередь, привело к производству еще большего количества паровых машин.

Удалить рекламу

Реклама

Паровые машины

К 1789 году паровые хлопчатобумажные ткацкие станки использовались на текстильных фабриках. Эта машина была впервые изобретена Эдмундом Картрайтом между 1784 и 1786 годами и впервые эффективно использовалась на фабриках, принадлежавших хлопковому барону Ричарду Аркрайту (1732–1792). Машина Картрайта удвоила скорость производства, но была не такой эффективной; последующие изобретатели успешно работали над этой проблемой. К 1835 году около 75% хлопчатобумажных фабрик использовали паровую энергию. Паровой завод не обязательно располагать рядом с источником воды, поэтому можно было выбрать лучшие места, где было больше людей и поблизости были природные ресурсы, такие как уголь.

Насосы для сточных вод использовали силу пара, городские фонтаны тоже, а также двигатели, которые очищали заболоченные участки, чтобы сделать их полезными для сельского хозяйства. Монеты теперь чеканились паровыми машинами. Печатные станки приводились в движение паром, и их эффективность сделала газеты гораздо более доступными в предпоследнем десятилетии XIX века. Даже во многих работах, выполняемых вручную, используемые инструменты часто изготавливались с использованием машин, приводимых в движение паром. Короче говоря, любую работу, требующую толкания, тяги, подъема или нажатия, можно было бы сделать намного эффективнее с помощью паровых машин. Звездной машиной и, безусловно, самой большой из них был паровой молот.

В 1839 году Джеймс Нэсмит (1808-1890) изобрел паровой молот. Он использовался для изготовления из очень больших кусков железа таких компонентов машин, как гребные валы для транспортировки. Молот работал с силой пара, поднимая большой вес, а затем опуская его вертикально на металл, который нужно согнуть. Важно отметить, что машина контролировала спуск груза как с точки зрения скорости, так и точности, что позволяло производить однородное железо или сталь. Позже сила пара также уменьшила вес, а это означало, что можно было придать форму практически любому куску металла любого размера. Паровые молоты вырастали до невероятных размеров, некоторые из них были более 35 футов (10,6 метра) в высоту и весили 90 тонн, что означало, что они создавали огромное количество шума, который можно было услышать в городах.

Британский двигатель шоумена

Эмслихтер (общественное достояние)

Одним из больших преимуществ паровых двигателей было то, что их можно было перемещать туда, где они нужны. Это было особенно полезно для сельского хозяйства и таких приспособлений, как молотилки. Паровые машины теперь могли выглядеть как небольшой поезд, но это были не транспортные средства; они были спроектированы таким образом, чтобы мощность пара могла достигать любого места, где это необходимо. Ярмарки, которые перемещались по стране, были еще одним бенефициаром паровой энергии, используемой для работы механических аттракционов. Для этих ярмарок был разработан особый тип переносного парового двигателя, двигатель шоумена, и они сами по себе стали богато украшенными достопримечательностями.

Последствия

Энергия пара, возможно, снизила себестоимость производства, повысила прибыль и позволила удешевить товары массового производства, но за эти преимущества пришлось заплатить. Традиционные отрасли промышленности, такие как ручное ткачество, были практически уничтожены появлением паровых фабрик. Дилижансы, почтовые кареты, постоялые дворы и те, кто разводил лошадей и ухаживал за ними, сильно пострадали, когда поезда забрали их бизнес. Многие люди потеряли средства к существованию, от которых зависели они, их родители, бабушки и дедушки. Мужчины особенно теряли работу, поскольку фабриканты предпочитали нанимать более дешевых женщин и детей. Жизнь в городах становилась тесной, а воздух заметно менее чистым.

Некоторые люди протестовали против изменений, особенно в крупных промышленных городах Йоркшира, Ланкашира и Ноттингемшира. Период между 1811 и 1816 годами был особенно проблематичным для фабрикантов. Известные как луддиты в честь своего мифического лидера Неда Ладда, наиболее жестокие протестующие врывались на фабрики и громили машины, которые отнимали у них средства к существованию. Истеблишмент дал отпор. За информацию о луддитах или за их поимку предлагались солидные награды, а для защиты фабрик была призвана армия. Те протестующие, которых поймали, столкнулись с суровыми наказаниями, включая повешение или депортацию в Австралию.

Первая промышленная революция, ок. 1760 — 1840

Симеон Нетчев (CC BY-NC-SA)

Паровая революция привела к потере рабочих мест и потрясениям для многих, но она также создала новые рабочие места. Машины позволили построить более крупные фабрики, что потребовало большего количества рабочих, и поэтому в городах стало жить больше людей. Машины нуждались в огромном количестве угля, а новые продукты, которые они производили, нуждались в большем количестве стали и железа, что привело к увеличению количества шахт и рабочих мест. Машины открыли новые возможности в использовании металлов, и поэтому масштабные строительные проекты, такие как туннели, мосты и железные дороги, принесли больше рабочих мест. Железным дорогам нужны были инженеры, машинисты, рабочие, начальники станций, носильщики. Магазины процветали, поскольку у городских рабочих было немного больше денег, чем раньше, которые они могли потратить на интересные товары со всей Британской империи. Морские курорты процветали благодаря железнодорожным экскурсиям. Многовековое господство сельского хозяйства в Британии подходило к концу, и для многих начинался совершенно новый образ жизни.

Было и другое долговременное последствие силы пара, машин и концентрации труда. Заводы с тяжелой техникой были жаркими и шумными местами, и рабочим приходилось работать долгие часы. Эти плохие условия помогли сформировать профсоюзное движение, которое стремилось защитить права рабочих от недобросовестных фабрикантов. После того, как профсоюзы были созданы, они смогли собирать средства с членов и помогать тем работникам, которые были больны или ранены и не могли работать (и поэтому не получали зарплату). Владельцам не нравились эти ограничения их прибыли, и правительство запретило профсоюзы между 1799 и 1824 г., но движение в защиту рабочих нельзя было остановить до бесконечности.

Тем временем паровые машины продолжали проникать в новые области, как географические, так и промышленные. Паровые двигатели были построены по всей Британской империи и в других местах, распространяя инновации даже там, где уголь был более дорогим, благодаря значительному повышению эффективности использования топлива. Другие страны вскоре догнали Великобританию. Промышленная революция, движимая паром, стала неудержимым и самовоспроизводящимся глобальным явлением.

Редакционный обзор
Перед публикацией эта статья прошла проверку на точность, надежность и соответствие академическим стандартам.

№ 69: Паровые двигатели в Англии

Steam Engine — The Economic Historian

В течение многих лет общество наслаждалось огромными технологическими инновациями благодаря быстрому развитию промышленной революции. Хотя несколько событий ответственны за продвижение промышленной революции, единственное нововведение, которое находится у руля обсуждения, — это паровой двигатель.

Паровой двигатель — это устройство, которое преобразует энергию пара в механическую работу с универсальным применением. Разработка парового двигателя была технологическим чудом, которое изменило способ работы фабрик и рабочих, что привело к повышению эффективности, сокращению времени и огромной выходной мощности.

Фабрики начали перемещаться с прибрежных и открытых площадок в закрытые помещения, в то время как рабочие наслаждались экономией масштаба, которая сопровождала развитие. Однако, несмотря на то, что паровая машина принесла огромные преимущества, традиционные методы, использовавшиеся ранее, не были полностью заброшены.

До разработки первого коммерческого парового двигателя фабрики полагались на лошадей, воду и ветер в качестве основного источника энергии. Большинство заводов располагались либо у берегов рек, либо в районах с сильным ветром.

Заводы на берегу реки часто использовали речную воду для привода водяных колес и оборудования, в то время как другие использовали комбинацию лошадей и энергии ветра в качестве источника энергии.

Хотя эти источники питания выполняли работу большинства заводов, они часто были ненадежными. Иногда реки могут пересыхать или замерзать из-за погодных условий, а изменение силы ветра может привести к гибели заводов, работающих на энергии ветра.

Потребность в более качественном и надежном источнике энергии возникла, когда британцы перешли с дров на уголь в качестве источника тепла для своих домов. Этот переход увеличил спрос на уголь, заставив горняков копать глубже, чтобы найти больше угля для удовлетворения спроса.

Однако была только одна проблема — вода. Копать глубже означало, что горняки часто натыкались на подземные источники воды. Эти источники воды устремлялись в шахты, прерывая процесс копания, и к тому времени, когда они, наконец, находили уголь, шахты обычно оказывались затопленными.

Для борьбы с наводнением шахтеры использовали сложную систему шкивов, запряженных лошадьми, для откачки воды из шахт. Хотя в то время это оказалось функциональным, этот процесс часто был утомительным, медленным и дорогостоящим, потому что лошадей нужно было кормить и содержать. Эта вновь обнаруженная проблема стала серьезной проблемой для горняков, и инженерам пришлось пересмотреть свои чертежные доски в поисках лучшего решения.

Паровой двигатель в том виде, в каком мы его знаем сегодня, прошел несколько этапов развития и усовершенствований, прежде чем, наконец, пришел к модели, положившей начало промышленной революции. Первоначально он был изобретен, чтобы помочь горнякам откачивать воду из затопленных шахт.

И хотя британскому инженеру Томасу Савери часто приписывают изобретение паровой машины, знания о силе пара были доступны на протяжении десятилетий и впервые были продемонстрированы на Эолипиле.

Эолипил

Эолипил — устройство, изобретенное греческим математиком Героем Александром в первом веке. Устройство представляло собой комбинацию полой сферы, установленной поверх кипящей воды с помощью пары трубок.

Трубки передавали пар, образующийся из воды, к сфере, которая вращала сферу при контакте. Отработанный пар впоследствии выбрасывался через две трубы, расположенные на экваторе сферы.

Изобретение Героя никогда не имело практического применения, но мир впервые увидел силу пара. После открытия Геро несколько других ученых на протяжении веков опирались на его работу, что в конечном итоге привело к разработке парового двигателя Томасом Савери.

Savery’s Engine (Пожарная машина)

В 1698 году британский инженер Томас Савери запатентовал и разработал первую коммерческую паровую машину. По его словам, «двигатель горит», его двигатель будет использовать огонь, чтобы выкачивать воду из шахт. Двигатель Савери работал, заполняя резервуар паром, а затем изолируя резервуар от источника пара.

Когда температура в заполненном паром резервуаре упала из-за изоляции, пар конденсировался, создавая вакуум в резервуаре. Вакуум создавался за счет разницы объемов жидкой и газообразной фаз воды.

Вода из шахт устремилась внутрь, чтобы заполнить вакуум, и хотя вакуумная система работала успешно, она могла эффективно работать только на небольшой глубине. Затем вода, поступающая в резервуар, выбрасывалась или поднималась на высоту до 80 футов с помощью давления пара.

Несмотря на то, что двигатель Савери был дешевле и эффективнее лошадей, он стоил немалых человеческих жизней из-за частых взрывов котлов, случавшихся во время операций. Более того, двигатель Савери был рассчитан на прерывистую работу, поэтому инженерам пришлось потрудиться над поиском двигателя, способного работать непрерывно.

Атмосферный двигатель Ньюкомена

К 1712 году Томас Ньюкомен разработал решение для двигателя Савери, которое было названо атмосферным двигателем. Двигатель Ньюкомена был первым устройством, способным непрерывно передавать мощность машине.

Его устройство работало за счет конденсации пара под поршнем, который создавал вакуум, отвечающий за всасывание воды снизу. Вместо использования избыточного давления пара Ньюкомен нашел способ использовать давление пара, равное 1 атмосфере, для достижения непрерывной работы, поэтому его называют атмосферным двигателем.

Атмосферный двигатель был значительным усовершенствованием двигателя Савери. Британцы использовали его для забора воды из колодцев, откачки воды из шахт и снабжения водой заводов, которые работали с водяными колесами.

Устройство не подвергалось сомнению около 50 лет, но его главный недостаток заключался в том, что оно потребляло избыточное количество пара для повторного нагрева поршня во время каждого такта нагрева и охлаждения. Этот процесс был крайне расточительным и неэффективным, что привело к разработке двигателя Уатта.

Двигатель Ватта

В 1765 году Джеймсу Ватту, шотландскому инженеру, работавшему в Университете Глазго, было поручено отремонтировать лабораторную модель двигателя Ньюкомена. Небольшие модели были эффективны, но крупномасштабные модели потребляли слишком много пара и обычно переставали работать после нескольких ударов.

Изучая двигатель, Ватт обнаружил, что проблема заключалась в слишком маленьком котле, который не мог обеспечить достаточное количество пара для повторного нагрева цилиндра во время сеансов нагрева и охлаждения.

После серии экспериментов он обнаружил, что введение отдельного конденсатора решит проблему избыточного расхода пара, позволив цилиндру оставаться постоянно горячим. Это открытие было новаторским, но он не мог реализовать его по финансовым причинам.

Прошли годы, но Уатт так и не приблизился к воплощению своего открытия в полностью работающую паровую машину. Тем не менее, он продолжал свою работу над машиной, ожидая, когда ему придет удача.

Только в 1775 году, через 10 лет после своего открытия, он, наконец, добился столь необходимого прорыва в форме партнерства с Мэтью Боултоном. Их партнерство привело к рождению атмосферного двигателя Уатта, который часто называют двигателем Уатта-Бултона.

Как и двигатель Ньюкомена, двигатель Уатта работал на принципе разности давлений, но отличался тем, что цилиндр двигателя Уатта все время оставался горячим. Это усовершенствование значительно повысило эффективность двигателя и сделало его приемлемым для других заводов, кроме горнодобывающего сектора.

Разработка атмосферного двигателя Уатта подготовила почву для начала промышленной революции. Промышленная революция была эпохой, движимой идеей замены человеческого труда машинами, которые были бы более эффективными и рентабельными в долгосрочной перспективе.

Этой эре способствовали два важнейших события: инженерное сотрудничество Уатта и Бултона и последующая разработка Уаттом нового улучшенного атмосферного двигателя. Двигатель Уатта позволил разместить заводы вдали от истоков рек, как это делалось в прошлом. А к началу 1920-м веке двигатель нашел применение в различных секторах, включая горнодобывающую промышленность, сельское хозяйство и текстильные фабрики, где рабочие использовали его для приведения в действие больших машин.

Разработка Тревитика

Дальнейшие усовершенствования парового двигателя Ричардом Тревитиком в 1803 году привели к тому, что его применение распространилось и на транспортный сектор. Тревитик разработал устройство, известное как двигатель высокого давления, который использовал пар высокого давления для обеспечения мощности для полезной работы.

Его работа способствовала производству двигателей меньшего размера, которые впоследствии были адаптированы к различным видам транспорта. К середине 19В 19 веке лодки, поезда и повозки приводились в движение паровыми двигателями.

Это улучшение означало, что урожай можно было транспортировать из производственной зоны в разные части мира в более короткие сроки. Интеграция паровоза в поезда также эффективно сократила стоимость и время перевозки людей, сырья и товаров с места добычи на фабрики и с фабрик на потребительский рынок.

Распространение промышленной революции

Хотя промышленная революция началась в Британии, вскоре к ней присоединились остальные страны Европы и Соединенные Штаты. В Соединенных Штатах паровая машина способствовала эре экспансии на запад. Это привело к развитию железных дорог, пароходов и различных производственных компаний, ответственных за преобразование экономики США.

Еще одним фактором, приведшим к быстрой индустриализации мира, были партнерства. Партнерство Уоттса с Boulton было инженерным и двигателестроительным партнерством, ответственным за решение различных производственных проблем и обмен решениями с другими компаниями.

Вскоре другие фирмы последовали их примеру и начали исследовать и обмениваться информацией. Широкое сотрудничество между фирмами значительно сократило время, необходимое для решения проблем и разработки оборудования и товаров, необходимых для ускорения прогресса в обществе.

Двигаясь вперед

В конце 19 века инженеры начали разрабатывать способы повышения эффективности парового двигателя. Паровая машина выполняла свою работу, но ее КПД составлял всего около 30 процентов.

К 1884 году была изобретена паровая турбина, которая устранила необходимость в кривошипе и маховике, при этом значительно увеличив выходную мощность и эффективность использования энергии пара. После разработки паровой турбины был разработан двигатель внутреннего сгорания, который позже был принят как лучшее и эффективное средство для приведения в действие машин и транспортных средств.

 Внедрение двигателя внутреннего сгорания привело к постепенному отказу от паровых двигателей. К середине 20 века большинство заводов и транспортных средств приводились в движение двигателями внутреннего сгорания.

В настоящее время, несмотря на то, что паровые двигатели, какими мы их знаем, больше не используются в большинстве частей мира, паровая энергия по-прежнему имеет различные применения в промышленности, особенно в производстве электроэнергии.

Геотермальные и атомные электростанции используют энергию, полученную из подземных источников и реакций деления, соответственно, для производства перегретого пара, который используется для вращения паровых турбин для выработки электроэнергии.

Несмотря на технологические достижения, которые происходили на протяжении веков, некоторые компании вернулись к паровым двигателям в качестве потенциальной замены двигателям внутреннего сгорания в попытке уменьшить загрязнение воздуха.

Паровой двигатель обеспечивает промышленную революцию

Обзор

Изобретение парового двигателя в 1698 году Томасом Савери (1650?-1715) стало одним из наиболее важных шагов на пути к современной индустриальной эпохе, когда машинная энергия заменила человеческая или животная мышечная сила. Патент Савери 1698 года на его паровую машину, предназначенную для удаления воды, просачивающейся на дно угольных шахт, заложил основу для ряда усовершенствований и переделок Томаса Ньюкомена (1663–1729).) и, прежде всего, Джеймса Уатта (1736-1819), что привело к трансформации не только работы, но и всего общества, для поддержки которого эта работа выполнялась. В то время как множество других изобретений и устройств сыграли важную роль в движении к индустриализации, именно паровая машина прежде всего определила место и значение машины в современном мире и сделала возможным создание крупных фабрик, которые были среди наиболее значимые начинания индустриальной цивилизации.

Предыстория

К концу 1600-х в Англии возникла проблема с топливом. Суровые зимы и рост населения привели к истощению многих великих лесов Англии, поскольку деревья были вырублены и сожжены. Оставшаяся древесина была более ценна как пиломатериал, чем как топливо. Для решения проблемы Англия обратилась к своим богатым месторождениям угля. К сожалению, добыча угля создала собственный набор проблем, в первую очередь склонность воды просачиваться в самые нижние слои угольных шахт, что затрудняет, если не делает невозможной добычу угля. Были предприняты некоторые попытки удалить воду с помощью ручных насосов для создания вакуума в трубах: вода затем всасывалась в вакуум. Однако ручная откачка была медленной и в конечном итоге неэффективной по сравнению с объемом воды в шахтах.

Изобретатель и торговец Томас Савери из Девоншира, Англия, зная об экспериментах с паром и давлением, направил свои технические способности на создание механического устройства для использования этих свойств для подъема воды. Устройство Савери предусматривало нагрев воды в котле; кипящая вода производила пар, который направлялся по трубам в сосуд, который, в свою очередь, был соединен с всасывающей трубой, которая спускалась в воду, которую нужно было поднять. Как только приемный сосуд наполнялся паром, его обрызгивали холодной водой. Внезапное охлаждение сосуда быстро сконденсировало пар, создав вакуум, который привел к изменению атмосферного давления во всасывающей трубе, заставляя воду подниматься по ее длине. Савери получил патент на устройство в 169 г.8.

Четыре года спустя он опубликовал трактат с описанием своего изобретения, Друг горняков; Или, Двигатель для поднятия воды с помощью огня . Его двигатели стали известны как «Друзья горняков», хотя неясно, нашел ли какой-либо из них реальное применение в угольных шахтах.

Были некоторые технические проблемы с Друзьями шахтеров, не последней из которых было плохое качество металлической фурнитуры в то время. Поскольку устройство требовало контроля внутреннего давления (технически изобретение Савери представляло собой атмосферный двигатель, а не настоящий паровой двигатель), было жизненно важно, чтобы все трубы были плотно закрыты. Однако такие уплотнения оказалось трудно обслуживать, и устройства Савери постоянно выходили из строя стыков труб.

Другой изобретатель из Девоншира, кузнец Томас Ньюкомен, усовершенствовал устройство Савери, превратив его в настоящую паровую машину. Там, где «Друг горняков» использовал открытый огонь, в двигателе Ньюкомена использовался герметичный котел. Над котлом располагался поршневой цилиндр; поршень был соединен с насосом, утяжеленный шток которого поднимал поршень к верхней части цилиндра. С поршнем в верхней части цилиндра сам цилиндр заполнялся паром из котла. Холодная вода, которая распылялась в заполненный паром цилиндр, конденсировала пар, создавая вакуум, который тянул поршень вниз, завершая цикл насоса. Каждый завершенный цикл поднимал воду, в которой покоилось дно насоса. Первая известная рабочая модель двигателя Ньюкомена была развернута в 1712 году, хотя считается, что ей предшествовало множество прототипов.

Усовершенствования Ньюкомена значительно повысили эффективность парового водоподъемного устройства, если не его эффективность. Однако двигатель Ньюкомена столкнулся с многочисленными юридическими проблемами из-за патента Савери и убеждения, что Ньюкомен нарушает права Савери. После долгих переговоров Ньюкомен согласился платить гонорары Савери, а затем синдикату, который приобрел патент Савери после его смерти.

Проблемы с эффективностью решались труднее. Хотя опыт Ньюкомена как слесаря ​​по металлу способствовал улучшению соединений и уплотнений в котле и системе трубопроводов, в его двигателе оставался серьезный недостаток. Поскольку поршневой цилиндр нужно было охлаждать для каждого цикла и повторно нагревать для каждого последующего цикла, требовалось огромное количество топлива просто для обновления пара. На угольных шахтах это мало что значило, где топлива было, очевидно, предостаточно. Действительно, для более глубоких шахт последовательно использовалось несколько двигателей Ньюкомена, поднимающих воду с одного уровня на другой, причем каждый двигатель сжигал большое количество угля для обеспечения каждого хода своего насоса. В других местах, однако, количество необходимого топлива стало препятствием для широкого использования двигателей.

Двигатели Ньюкомена, однако, нашли более широкое применение благодаря постоянным усовершенствованиям и усовершенствованиям, и эра пара действительно началась. Однако полный потенциал пара ждал внимания шотландского инженера-механика Джеймса Уатта.

Уотта, производителя инструментов, в 1750-х годах попросили отремонтировать двигатель Ньюкомена. Тщательное наблюдение за работой двигателя вдохновило Ватта. Неэффективность была результатом объединения парового цикла и цикла конденсации в одном и том же цилиндре. Мало того, что комбинация была неэффективной, она создавала ужасную повторяющуюся нагрузку на цилиндр. Во время воскресной прогулки Уатту пришло озарение: процесс конденсации
должен быть отделен от поршневого цилиндра. Он быстро сконструировал новую паровую машину, в которой пар, совершив свою работу, направлялся из первого цилиндра во второй, единственной целью которого было служить сосудом для конденсации. Ватт построил прототип, который существует до сих пор, в 1765 году и получил патент в 1769 году..

Польза от проницательности Уатта была поразительной. Улучшение теплового КПД — горячий цилиндр мог оставаться горячим, а холодный — холодным — привело к значительному повышению экономичности работы паровой машины: для выполнения большей работы требовалось меньше топлива. При поддержке богатого английского фабриканта Мэтью Бултона (1728–1809) Уатт создал в 1775 году литейный завод Сохо в Бирмингеме, Англия. Из этой литейной выливались двигатели Watt, а также постоянные улучшения. Возможно, самым важным усовершенствованием было введение Уаттом в 1782 году механизма двойного действия, который позволял двигателю перемещать поршень как вперед, так и назад, что существенно увеличило его рабочую мощность вдвое. Дальнейшее усовершенствование адаптировало паровой двигатель к вращательному движению — двигатель можно было использовать для движения в любом направлении, что делало его идеальным не только для перекачки вверх и вниз, но и для любого повторяющегося цикла движения. Вскоре паровые двигатели приводили в движение хлопчатобумажные и шерстяные фабрики и нашли применение в других отраслях, особенно в зарождающейся транспортной отрасли, которая адаптировала паровые двигатели для железных дорог и кораблей. Сама промышленность отреагировала на это, находя все новые и более амбициозные способы применения теперь уже универсального двигателя.

Сам по себе пар оказался универсальным под контролем Ватта. Он отапливал свои кабинеты паром. Он разработал приборы для измерения эффективности двигателя и регуляторы для контроля паровых двигателей от неправильной или опасной работы. Осознание потенциальной опасности паровых двигателей, по сути, вызвало одну из немногих оплошностей Уатта: до конца своей жизни он оставался противником использования пара высокого давления, несмотря на резкое увеличение эффективности, которое предлагало более высокое давление.

Его изобретения не ограничивались паровым двигателем. По мере того, как успех его машины рос, росли и деловые потребности, с которыми сталкивался Уотт: заваленный бумажной работой, он изобрел химический процесс для копирования документов, процесс, который использовался до появления пишущей машинки, спустя много времени после смерти Уотта.

По мере роста важности парового двигателя Ватт также приложил свои усилия и свои инженерные навыки к документированию и измерению производительности двигателя. Он создал единицу измерения, основанную на сравнении механической мощности с мощностью предыдущего универсального источника энергии — лошади. Единица измерения Ватта, лошадиная сила, равнялась способности лошади поднять 33 000 фунтов (14,969 кг) 1 фут (0,3 м) за 1 минуту. Лошадиная сила по-прежнему широко известна как показатель механической энергии.

Но это был не единственный вклад Ватта в язык измерения энергии. Когда он умер в возрасте 83 лет, его усовершенствование парового двигателя уже было на пути к преобразованию всех аспектов человеческого общества. По сей день его имя известно не только как имя инженера и изобретателя, но и как, пожалуй, самая распространенная из всех единиц измерения энергии: ватт.

Воздействие

Влияние паровой машины невозможно переоценить — она принадлежит печатному станку, электричеству, телеграфу и телефону, а в последнее время и компьютеру, как изобретениям, оказавшим драматическое и далеко идущее влияние на цивилизацию.

С момента своего появления как устройства, предназначенного для конкретной цели — подъема воды, паровая машина сама поднялась, чтобы поднять все общество в индустриальную эпоху. Сама промышленная революция — преобразование экономики из местной фабрики и мастерской в ​​экономику, основанную на огромных центральных фабриках и широком и быстром распределении товаров, — покоится на облаке пара.

Паровая машина затронула и изменила практически все отрасли промышленности. Угольные шахты, для которых были впервые разработаны «Друзья горняков» Савери, становились все более и более важными в качестве источника топлива для быстро растущего числа паровых двигателей; в свою очередь, повышенный КПД двигателей позволил копать шахты еще глубже, не затапливая их. Шахты по добыче других полезных ископаемых быстро следовали за угольными шахтами, все глубже и глубже в землю. Сама металлургия отреагировала на потребность во все более герметичных и долговечных уплотнениях: усовершенствования в металлообработке сделали возможными более крупные котлы, а более крупные котлы могли приводить в движение более крупные поршни, которые, в свою очередь, приводили в действие более крупные и мощные машины.

Эти машины сделали возможным создание краеугольного камня индустриального общества — фабрики. Огромные централизованные производственные операции выросли вокруг относительно дешевой и все более эффективной механической энергии, обеспечиваемой паровыми двигателями. Текстильная промышленность была одной из первых бенефициаров паровой энергии, поскольку двигатели использовались для привода больших ткацких станков, за которыми ухаживали десятки рабочих, производивших огромное количество ткани.

Возможность приспособить паровые двигатели посредством механических соединений к вращательным приводам позволила создать паровой транспорт. Железнодорожные линии пересекали страны, а вскоре и континенты; пароходы путешествовали по океанам гораздо быстрее, чем парусные корабли. Некоторые модели первых автомобилей были паровыми. Большая часть грузов, перевозимых по железной дороге и пароходам, производилась на паровых заводах. Паровое тепло, используемое для централизованного отопления, стало более распространенным.

По мере того, как значение фабрик росло, сами города увеличивались в размерах, поскольку население привлекалось к работе на фабриках.

Индустриализация оказалась палкой о двух концах. Некоторые рабочие, ремесленники и ремесленники, увидев, что машины вытесняют их навыки, в ответ последовали примеру Неда Ладда и саботировали фабрики. В течение девятнадцатого века условия на фабриках вызывали призывы к социальным реформам и заботу о правах рабочих. Рост промышленно развитой цивилизации, питаемой паром (а позже электричеством и нефтью), можно было увидеть в небе, которое само потемнело от дыма от горящего угля.

Однако, к добру или к худу, изобретения Савери, Ньюкомена и Уатта изменили ход мировой цивилизации, предоставив дешевый и эффективный источник энергии и мощности, который был приспособлен и продолжает использоваться в различных формах для приведения в движение двигатели цивилизации.

КИТ ФЕРРЕЛЛ

Дополнительная литература

Кардуэлл, Дональд. История технологий Нортона . Нью-Йорк: WW Norton & Company, 1994.

Карнеги, Эндрю. Джеймс Уатт . Нью-Йорк: Doubleday, Page & Company, 1905.

Лорд, Джон. Капитал и паровая энергия 1750-1800 . Лондон: 1923.

Савери, Thos. Друг шахтеров; Или, двигатель для подъема воды с помощью огня, описанный . Лондон: С. Крауч, 1702.

Терстон, Роберт. История развития паровой машины . Нью-Йорк: Д. Эпплтон и компания, 1878.

Наука и ее времена: понимание социальной значимости научных открытий

Паровой двигатель Джеймса Уатта и начало промышленной революции – Ученые-исследователи СтМУ

Джеймс Уатт родился 30 января 1736 года и всегда интересовался созданием и инновациями. В возрасте семнадцати лет Уатт решил, чем он хочет заниматься в жизни. Он хотел стать изготовителем математических инструментов. ¹ Для этого Ватту нужно было отправиться в Глазго, где он должен был выполнить свою задачу. Уатт отправился в Глазго, где затем работал в Университете Глазго изготовителем математических инструментов. Позже, в 1755 году, он отправился в Лондон, где встретил своего учителя, чтобы обучить его математическим практикам, дизайну и строительству. Только в 1765 году он начал одно из своих самых успешных достижений в своей жизни: создание самого эффективного парового двигателя, который кто-либо когда-либо видел.

Портрет Джеймса Уотта в 1972 году | Предоставлено Wikimedia Commons

Однажды днем ​​в 1764 году Уатт ремонтировал модель паровой машины Ньюкомена, первоначально созданную Томасом Ньюкоменом в 1712 году. Эта модель была предоставлена ​​ему организацией, которая использовала эти паровые машины для перекачивания воды. из угольных шахт, чтобы облегчить добычу. В то время паровые машины были одними из самых мощных машин, используемых в шахтах. Паровой двигатель использовался для обеспечения механической энергии за счет использования пара, создаваемого двигателем. Рабочие заполняли котел водой, а огонь нагревал котел, производя пар. Пар будет передаваться от котла к цилиндру по трубе, заставляя поршень двигаться вверх и вниз, создавая энергию. Эта энергия распределялась по местам добычи полезных ископаемых для питания другого оборудования и, в основном, для перекачивания воды. Уатт закончил ремонт паровой машины и решил испытать ее. Во время тестирования своего недавно отремонтированного парового двигателя Ватт понял, что более четверти пара, создаваемого двигателем, выбрасывается и тратится впустую, что делает его неэффективным при использовании в рабочей области. Ватт знал, что его стремление к инновациям приведет его к усовершенствованию этой паровой машины. Затем Ватт потратил следующий год на решение проблемы, вызывающей потерю пара при использовании двигателя. После года долгой работы Уатт понял, что проблема паровой машины заключается в потере скрытой теплоты. Понимая это, Уатт вспомнил многих ученых, с которыми встречался, одним из которых был Джозеф Блэк. Блэк был британским химиком и физиком, который первым разработал концепцию скрытой теплоты. Уатт впервые узнал об этой концепции от самого Джозефа Блэка, когда работал в Университете Глазго. Только в мае 1765 года Уатт наконец нашел решение. Ватт понял, что может использовать одно из своих великих изобретений, известное как отдельный конденсатор. ² Отдельный конденсатор был изготовлен Ваттом в 1765 году, как раз вовремя, чтобы использовать его в паровой машине, которую он пытался усовершенствовать. Отдельный конденсатор представлял собой конденсационную камеру, куда перекачивался пар. Поскольку конденсатор и рабочий цилиндр разделены, конденсация происходила без значительной потери тепла из цилиндра, что в конечном итоге предотвращало потерю большого количества пара. Ватт нашел решение, но оставался вопрос, как Ватт применит отдельный конденсатор к паровой машине. Как только он понял это, другой старый друг, которого он встретил, Джон Робак, подтолкнул его к созданию небольшого испытательного двигателя. Взяв кредит у Джозефа Блэка, Уатт сделал испытательный двигатель. Через пару месяцев Уатт перенес то, что он сделал с небольшим прототипом двигателя, на настоящую паровую машину. Несмотря на то, что Ватт устранил первоначальную проблему, он еще далеко не закончил. Он продолжал улучшать конструкцию двигателя, добавляя вращательное движение. При этом он в конечном итоге расширит использование парового двигателя. Ватт хотел продолжать улучшать свой дизайн, но при попытке сделать это столкнулся с многочисленными финансовыми неудачами. ³

Фотография статуи Джеймса Ватта и Мэтью Бултона, расположенной в Бирмингеме, Англия. Предоставлено Wikimedia Commons. Это было в 1768 году, когда Боултон пришел к Уатту, потому что ему нужно было что-то для питания его фабрики, в частности, усовершенствованный паровой двигатель Уатта. Уатт согласился, зная финансовое положение Бултона, и со временем они стали друзьями и командой. Благодаря финансовым взносам Бултона Уатт улучшил свой паровой двигатель. С помощью Боултона он смог создать паровую машину с двумя отдельными конденсаторами, что сделало ее чрезвычайно эффективной для своего времени. Со временем Ватт и Боултон продолжали работать вместе. Вскоре Боултон получил долю патента Уатта на паровой двигатель. ⁴ Это в конечном итоге привело к переезду Уотта и Боултона в Соединенное Королевство, в частности в Бирмингем. Ватт и Боултон основали свою новую компанию, известную как Boulton и Watt , в 1775 году. Это была ранняя британская инженерно-производственная фирма, в основном занимавшаяся проектированием стационарных паровых двигателей. ⁵ С момента основания эта компания стала главной движущей силой промышленной революции. ⁶ Со временем начали производиться паровые двигатели, и компаниям стало легче их достать. Вскоре несколько компаний получили в свои руки усовершенствованный паровой двигатель и с нетерпением ждали его испытаний. Как только паровой двигатель стал известен как успешное оборудование для приведения в действие других машин, фабрики по всему миру вскоре вложили в него средства и начали использовать его на своих фабриках. Поскольку паровой двигатель был настолько эффективным, компании начали инвестировать, потому что он сделал производство промышленных товаров более быстрым и эффективным. При этом все больше и больше компаний начали расти и работать с новыми промышленными предприятиями. Благодаря такому успеху парового двигателя стало появляться больше компаний и фабрик, что привело к увеличению числа промышленных предприятий, производящих товары. Как только эти фабрики начали появляться, началась промышленная революция. По всей Англии фабрики использовали паровой двигатель для приведения в действие таких машин, как прядильный мул и механический ткацкий станок. ⁷

Фабрики во время промышленной революции | Предоставлено Wikimedia Commons

Boulton и Watt успешно работали более ста лет. После смерти Ватта и Боултона компанией успешно управляли оба их сына. В конце концов, в 1895 году Bolton и Watt были вынуждены закрыться, так как они больше не могли работать. Вклад Уатта в промышленную революцию в виде парового двигателя никогда не останется незамеченным. С помощью нескольких изобретателей Уатт создал самый успешный и эффективный паровой двигатель своего времени. Паровая машина Уатта сыграла ключевую роль в развитии современного мира и может войти в историю как один из самых значительных технологических артефактов, когда-либо созданных.

1. Эндрю Карнеги, Джеймс Ватт (Окленд: The Floating Press, 2009), 14. ↵
2. К.В. Гопалакришнан, «Джеймс Ватт: отец паровой энергии», Resonance: Journal of Science Education 14, вып. 6 (2009): 522-529. ↵
3. Питер М. Джонс, «Жить в эпоху Просвещения и Французской революции: Джеймс Ватт, Мэтью Боултон и их сыновья», Исторический журнал 42, вып. 1(1999): 157. ↵
4.   Брайан Спир, «Джеймс Уатт: паровой двигатель и коммерциализация патентов», в Патентная информация Новой Англии 30, №. 1 (2008): 53-58. ↵
5. Эдвард Элгар, Первый этап: промышленная революция в Британии (Edward Elgar Publishing, 2018), 358.