Семь фактов о создателе универсальной паровой машины Джеймсе Уатте

«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.

Реферат История Парового двигателя

Федеральное
государственное автономное

образовательное
учреждение

высшего
профессионального образования

«СИБИРСКИЙ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт:
Политехнический институт

Кафедра: Транспортные
и технологические машины

Студент
________
Скопцов М. В.

подпись, дата

Преподаватель
_________ Авдеев
Р. М.

подпись,
дата

Красноярск 2011 Оглавление

1.Теоретическая
часть……………………………………………………………3

1.1 Временная цепочка
………………………………..………………………4

1.2 Паровой
двигатель…………………. ………..……………………………..5

1.2.1 Паровой
котел………………………………..………………………….7

1.2.2 Паровые
турбины.……………..………………………………………..8

1.3 Паровые
машины…………………………………………………………10

1.4 Применение
паровых двигателей.………………………………………18

1. 4.1Преимушество
паровых машин и их недостатки ….………………….19

Заключение
……………………………………………………………………….20

Список
использованных источников
……………………………………………22

1. Теоретическая часть

Паровой
двигатель
— тепловой поршневой двигатель, в
котором потенциальная энергия водяного
пара, поступающего из парового котла,
преобразуется в механическую работу
возвратно-поступательного движения
поршня или вращательного движения вала.

Пар является одним
из распространенных теплоносителей в
тепловых системах с нагреваемым жидким
или газообразным рабочим телом наряду
с водой и термомаслами. Водяной пар
имеет ряд преимуществ, среди которых
простота и и гибкость использования,
низкая токсичность, возможность
подведения к технологическому процессу
значительного количества энергии. Он
может использоваться в разнообразных
системах, подразумевающих непосредственный
контакт теплоносителя с различными
элементами оборудования, эффективно
способствуя снижению затрат на
энергоресурсы, сокращению выбросов,
быстрой окупаемости.

Закон
сохранения энергии
—
фундаментальный закон природы,
установленный эмпирически и заключающийся
в том, что энергия изолированной
(замкнутой) физической системы сохраняется
с течением времени. Другими словами,
энергия не может возникнуть из ничего
и не может исчезнуть в никуда, она может
только переходить из одной формы в
другую. С фундаментальной точки зрения,
согласно теореме Нётер, закон сохранения
энергии является следствием однородности
времени и в этом смысле является
универсальным, то есть присущим системам
самой разной физической природы.

1.1 Времянная цепочка

4000 Лет до н. Э. — человек изобрел колесо.

3000 лет
до н. э. — в Древнем Риме появились первые
дороги.

1405 г. —
появились первые рессорные конные
экипажи.

1698 г. —
англичанин Томас Севери построил первый
паровой котел.

1769 г. —
французский изобретатель Кюньо построил
первый в мире паровой автомобиль.

1784 г. —
Джеймс Уатт создал первую паровую
машину.

1794 г. —
паровую машину Кюньо сдали в «хранилище
машин, инструментов, моделей, рисунков
и описаний по всем видам искусств и
ремесел» в качестве очередной механической
диковинки.

1871 г. —
французский изобретатель Луи Перро
разработал паровую машину для велосипеда.

1874
г.
— в России построен паровой колесный
тягач. В качестве прототипа был использован
английский автомобиль «Эвелин Портер».

1875
г.
— в Париже прошла демонстрация первой
паровой машины Амадея Бдлли.

1884 г. —
американец Луис Копленд построил
мотоцикл, на котором паровой мотор был
установлен над передним колесом. Такая
конструкция могла разогнаться до 18
км/ч.

1901
г.
— в России построен легковой паромобиль
московского велосипедного завода
«Дукс».

1902
г.
— Леон Серполле на одном из своих паровых
автомобилей установил мировой рекорд
скорости — 120 км/ч.

Годом
позже он установил еще один рекорд —
144 км/ч.

1905 г. —
американец Ф. Мариотт на паровом
автомобиле превысил скорость 200 км

котел | инжиниринг | Britannica

Ключевые люди:

Ричард Тревитик
Джейкоб Перкинс

Похожие темы:

водотрубный котел
Ланкаширский котел
пароперегреватель
жаротрубный котел
экспресс котел

См. все связанные материалы →

Котел , также называемый Парогенератор , устройство, предназначенное для преобразования жидкости в пар. В обычной паровой электростанции котел состоит из топки, в которой сжигается топливо, поверхностей для передачи тепла от продуктов сгорания к воде и пространства, где может образовываться и собираться пар. Обычный котел имеет топку, в которой сжигается ископаемое топливо или, в некоторых установках, отработанное топливо. Ядерный реактор также может служить источником тепла для производства пара под давлением.

Котлы были построены еще в I веке нашей эры Героем Александрийским, но использовались только как игрушки. Лишь в 17 веке возможности использования силы пара для практической работы стали серьезно рассматриваться. Первый котел с предохранительным клапаном был спроектирован французом Дени Папеном в 1679 году; котлы производились и использовались в Англии на рубеже 18-го века. Ранние котлы были сделаны из кованого железа; когда были осознаны преимущества высокого давления и температуры, производители обратились к стали. Современные котлы изготавливаются из легированной стали, способной выдерживать высокое давление и экстремально высокие температуры.

Большинство обычных паровых котлов подразделяются на жаротрубные и водотрубные. В жаротрубном типе вода окружает стальные трубы, по которым проходят горячие газы из топки. Образующийся пар собирается над уровнем воды в барабане цилиндрической формы. Предохранительный клапан установлен на выпуск пара при давлении выше нормального рабочего давления; это устройство необходимо на всех котлах, так как продолжительный подвод тепла к воде в закрытом сосуде без средств отвода пара приводит к повышению давления и, в конечном счете, к взрыву котла. Преимуществом жаротрубных котлов является простота монтажа и эксплуатации. Они широко используются в небольших установках для обогрева зданий и обеспечения электроэнергией заводских процессов. Жаротрубные котлы также используются в паровозах.

В водотрубном котле вода находится внутри труб, а горячие топочные газы циркулируют вне труб. Когда в начале 20 века был разработан паровой турбогенератор, современные водотрубные котлы были разработаны в ответ на потребность в большом количестве пара при давлениях и температурах, намного превышающих те, которые возможны с жаротрубными котлами. Трубы находятся вне парового барабана, который не имеет поверхности нагрева и имеет значительно меньшие размеры, чем в жаротрубном котле. По этой причине барабан водотрубного котла лучше выдерживает более высокие давления и температуры. Водотрубные котлы самых разных размеров и конструкций используются на кораблях и заводах. Экспресс-котел спроектирован с небольшими водяными трубками для быстрого производства пара. Для котла мгновенного испарения может не потребоваться паровой барабан, потому что трубы работают при таких высоких температурах, что питательная вода мгновенно превращается в пар и перегревается, прежде чем покинуть трубы. Наиболее крупные агрегаты находятся на центральных электростанциях коммунального хозяйства. Установки значительных размеров используются на сталелитейных, бумажных, нефтеперерабатывающих, химических заводах и других крупных производственных предприятиях.

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 года, Иллоган, Корнуолл, Англия — умер 22 апреля 1833 года, 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 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

Наши первые человеческие предки изобрели колесо, но кто изобрел шариковый подшипник, уменьшающий трение при вращении? Пусть крутятся колеса в вашей голове, проверяя свои знания об изобретателях и их изобретениях в этой викторине.

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 рабочие модели стационарных и локомотивных двигателей высокого давления, 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.0069 «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.
Подпишитесь сейчас

Тревитик, вспыльчивый и импульсивный человек, был совершенно лишен деловой хватки.