Джеймс Уатт и паровая машина

Джеймс УаттЗдравствуйте, друзья! Имя Джеймса Уатта неразрывно связано с паровой машиной. Конечно, строго говоря, Уатт не был изобретателем паровой машины, подобные устройства были и до него. Но именно Уатт привел конструкцию к такому виду, что паровую машину стали широко применять в промышленности. Джеймс Уатт родился 19.01.1736 года в Шотландии, в Гриноке. Его отец был судовладельцем и кораблестроителем, а мать происходила из знатной фамилии. Уатт имел слабое здоровье от природы, и по причине этого не учился вместе со своими сверстниками в начальной школе.Однако родители занимались с ним, научили его читать, писать, арифметике. Кроме того, и сам Джеймс был склонен к наукам и учился с удовольствием. После того как подошел возраст окончания начальной школы, Джеймс поступает в гимназию, где много читает, занимается математикой, физикой. Отличительной особенностью Уатта как ученика было то, что он пытается применить полученные знания на практике.

         В 1755 г. Уатт уезжает в Лондон, где учится на механика и занимается ремеслом, связанным с математическим и астрономическими инструментами. Через год Уатт возвращается в Шотландию, и устраивается механиком в университете Глазго. В 1763 году Уатту предложили отремонтировать принадлежавший университету образец паровой машины Ньюкомена. Любознательный Уатт естественно согласился. Что же представляла из себя паровая машина Томаса Ньюкомена?

       Паровой цилиндр размещался у этой машины над котлом. Поршневой шток, то есть стержень, соединенный с поршнем, был соединен гибкой связью с концом балансира. С другим концом балансира был соединен шток насоса. Поршень поднимался в верхнее положение под действием противовеса на другом конце балансира. В тоже время движению поршня помогал пар, который запускали в это время в цилиндр.

Паровая машина Ньюкомена

      В тот момент, когда поршень находился в крайнем верхнем положении, закрывали кран, впускавший пар из котла в цилиндр, и запускали воду в цилиндр. Вода быстро охлаждала пар, он конденсировался, и давление внутри цилиндра падало. Таким образом, создавалась разница давлений внутри цилиндра и вне его. Силой атмосферного давления поршень двигался вниз, совершая при этом полезную работу, а именно приводил в движение балансир, который двигал шток насоса. То есть полезная работа совершалась только при движении поршня вниз. Затем снова запускали пар в цилиндр, поршень опять поднимался вверх, запускали воду и т.д., и весь цикл машины происходил заново.

         Получалось, что полезную работу в этой паровой машине совершало атмосферное давление, а пар нужен был только для создания разреженного пространства. Главный недостаток паровой машины Т.Ньюкомена это то, что рабочий цилиндр в ней являлся одновременно и конденсатором. Цилиндр то нагревали, то охлаждали вновь, и расход топлива для такой машины был большой, а КПД низкий. Однако эта машина довольно широко применялась, в основном для откачки воды в угольных шахтах.

       Отремонтировав паровую машину, Уатт попробовал ее на практике, и ему стала очевидна главная слабость конструкции машины, а именно попеременное нагревание и охлаждение цилиндра. Большая часть энергии терялась впустую. После ряда экспериментов с машиной Ньюкомена Уатту стало ясно, что для того чтобы машина работала лучше, нужно чтобы цилиндр был постоянно в нагретом состоянии.

         Но куда в этом случае конденсировать охлаждаемый пар? Далеко не сразу он смог решить эту задачу. Как то, проходя мимо прачечной, Уатт увидел облака пара, вырывавшихся из окошек. И тут ему пришла мысль. Вот оно!!! Нужно создать отдельный сосуд, цилиндр с разрежением, куда и нужно отводить пар из рабочего цилиндра, еще до его конденсации. Ведь при этом расход пара на полезную работу снижается, а КПД машины повышается.

        Позднее Джеймс Уатт усовершенствовал конструкцию, покрывая рабочий цилиндр и конденсатор теплоизоляционными материалами. Итак, главное было сделано, конструктивно паровая машина была придумана.

Паровая машина Джеймса Уатта

Но как это бывает, от гениальной идеи до ее реализации большой путь. Но Уатту удалось претворить свою идею в жизнь. Много работал он и над усовершенствованием своего изобретения.

        В конечном итоге ждал Джеймса Уатта и коммерческий успех, особенно после того, как ему удалось при помощи кривошипного механизма преобразовать колебательное движение балансира в своей машине во вращательное. Такой двигатель уже мог быть применен для привода множества машин в промышленности. А это уже было начало Промышленной революции. Жизнь свою Уатт закончил очень обеспеченным человеком.

       Конечно, за свою долгую и плодотворную жизнь этот гениальный изобретатель занимался не только паровой машиной. Так, например, это именно он ввел первую единицу мощности – «лошадиную силу». К числу его изобретений относятся: ртутный манометр, водомерное стекло в котлах, копировальные чернила, индикатор давления.

         Заслуги Джеймса Уатта были признаны еще при жизни, он был почетным членом академий нескольких стран. Приглашали его на работу и в Россию, предлагая ему ежегодное жалованье 1000 фунтов стерлингов, большие деньги по тем временам. Уатт не согласился на это предложение. После смерти Джеймса Уатта в 1819 году ему был поставлен памятник в Вестминстерском аббатстве. В честь Уатта названа единица мощности Ватт, а также на банкноте в 50 евро его изображение. Так что заслуги Джеймса Уатта признаны по праву.

Буду рад комментариям к статье.


36 комментарий на «Джеймс Уатт и паровая машина»

  1. Александр пишет:

    Очень интересно узнать о подробностях великих изобретений и их авторах. Тем более, что эти изобретения прочно вошли в нашу жизнь, а некоторые вытеснены новыми.

    Ответить
    • Денис пишет:

      Да, Александр, жизнеописания великих людей и их изобретений и на самом деле интересно читать.

      Ответить
    • Иван Зелинский пишет:

      Согласен Александр, что интересно узнать о великих изобретателях, ведь Д. Уатт зарегистрировал свой патент на изобретение еще в 1769 году. При этом в документе значилось, что Джеймс изобрел не новую паровую машину, а паровой двигатель. 

      Ответить
      • Денис пишет:

        У вас хорошие познания в истории теплотехники, Иван. Если почитать историю Промышленной революции, то там изобретение Уатта фигурирует  уже как паровой двигатель, чем оно по сути и является.

        Ответить
        • Иван Зелинский пишет:

          У меня техническое образование, и при том еще в юности мои действующие модели представлялись на ВДНХа. Некоторые работы нашли свое реальное применение и используются до сих пор. Так что техникой я из школьных лет увлекался. 

          Ответить
          • Денис пишет:

            Вы молодец, Иван! С техникой на ты.

            Ответить
            • Иван Зелинский пишет:

              Это громко сказано, что я с техникой на «ты», но все же спасибо. Сейчас очень сильно развиваются и вводятся техника, новые технологии, материалы. По многим вопросом я себя чувствую неучем. Приходится учится чтоб быть в ногу со временем 

              Ответить
      • Александр пишет:

        История вообще самая интересная наука, а история техники, различных изобретений тем более.

        Ответить
        • Иван Зелинский пишет:

          Не в каждом государстве история — как  наука. Жаль, что в наше время есть государства где история, как средство пропаганды и порабощения. 

          Ответить
  2. Анна пишет:

    Многое этот гениальный человек сделал за свою жизнь. Радует, что изобретатель получил почет и уважение еще при жизни.

    Многих великих людей оценили лишь после их смерти.

    Ответить
    • Денис пишет:

      Когда читаешь биографию Джеймса Уатта, действительно обращаешь на это внимание, жизнь у него сложилась более менее благополучно.

      Ответить
  3. Zindows пишет:

    Какой интересный подход преподнесения статьи!

    Прочла с большим удовольствием, пополнила свою копилку знаний.

    Ответить
    • Денис пишет:

      Спасибо за оценку статьи, Зинаида! Рад, что вам понравилась статья об Д.Уатте. Его я ставлю в один ряд с такими учеными, как Д.Бернулли, С.Карно, Д.Джоуль.

      Ответить
      • Zindows пишет:

        Да, на самом деле интересно. Даже подумываю своим ученикам на классном часе о нем рассказать, им полезно будет.

        Ответить
        • Денис пишет:

          Да, это хороший пример. Уатту принадлежит  фраза, характеризующая его: «большую часть своей жизни я тяжело работал на благо общества, и надеюсь, не напрасно».

          Ответить
    • Иван Зелинский пишет:

      Благодаря таким дискуссиям очень много нужного и полезного мы узнаем и пополняем свой багаж  знаний. 

      Ответить
  4. Олег Клышко пишет:

    А мне больше всего удивило что он в школе не учился и образование получил от родителей. Если бы не его родители имел бы он такие успехи? Наверно да, не в этом деле так в каком-нибудь другом природный талант не пропьешь 🙂

    Ответить
    • Zindows пишет:

      Ну, он же только начальную школу пропустил «очно», так что это не столь критично. 

      Если человек не талантлив, его в школе хоть 20 лет держи — успеха не будет.

      Ответить
      • Денис пишет:

        Точнее и не скажешь, Зинаида!

        Ответить
      • Иван Зелинский пишет:

        Зинаида, в свое время Высоцкий пел: Пускай живешь ты дворником — родишься вновь прорабом, а после из прораба до министра дорастешь. Но, если туп, как дерево — родишься баобабом и будешь баобабом тыщу лет, пока помрешь

         

         

        Ответить
        • Zindows пишет:

          Да-да, Владимир Семенович на точные фразы такие был мастер.

          Я одно время очень глубоко увлекалась его творчеством.

          Ответить
          • Иван Зелинский пишет:

            Зинаида, а кто им не увлекался из нашего поколения? 

            Ответить
      • Александр пишет:

        Но ведь есть ряд примеров, когда великие люди в детстве не отличались рвением к учебе, а потом достигли невероятных высот. Эйнштейн, например ...

        Ответить
        • Zindows пишет:

          Именно двойками Эйнштейна «отмазываются» теперь все мои нерадивые ученики :)))

          Ответить
        • Иван Зелинский пишет:

          Александр, ведь яблоко Нютону не в детском возрасте свалилось на голову, ...

          Ответить
    • Иван Зелинский пишет:

      Олег, это единичные случаи. В каждый человек из рождение имеет 10-15%  таланту, наукой доказано, а остальное это целеустремленный и каждодневный труд.  К примеру, сейчас порядком в 25-30% населения высшее образование, а вот руки , как говорят в народе,  растут не с той стороны

      Ответить
      • Zindows пишет:

        Я хоть и отношусь к молодому поколению, но уверена, что образование СССР и современное высшее — это небо и земля. Раньше учились действительно умные люди в ВУЗах. А сейчас чем больше денег, тем престижнее ВУЗ.

        Поэтому работодатели и смотрят после наличия диплома на навыки человека. Так как дипломированный специалист сейчас не значит ровным счетом ничего.

        Ответить
        • Денис пишет:

          Вы во многом правы, Зинаида. В погоне за «золотым тельцом» очень много потеряли в качестве образования.

          Ответить
        • Иван Зелинский пишет:

          Среди молодых людей есть очень образованные ребята, которым  не мешает, даже снижение качества самого образования, получить его должным образом и в полном объеме. 

          Ответить
          • Zindows пишет:

            Потому что самообразование еще никто не отменял.

            Из-за низкой зарплаты из ВУЗов бегут талантливые преподаватели, посмотрите статистику сколько в государственных ВУЗах молодежи работает, а сколько глубоких пенсионеров. Это тоже сказывается.

            Ответить
            • Иван Зелинский пишет:

              Зинаида, не такая и низкая оплата сейчас в преподавателей вузов, и никто им не запрещает работать над научными трудами, усовершенствоваться которые приносят тоже не плохо и стабильный заработок.  Молодежь ведь какая — хочет все и сразу, а так в реальности не бывает.

              Ответить
              • Zindows пишет:

                Вот уж не соглашусь. Какая там прибыль от научных трудов? Даже по сравнению с продавцами и грузчиками, которые вовсе не имеют подчас образования, преподаватели имеют копеечную зарплату и вынуждены совмещать работу сразу в нескольких ВУЗах. По крайней мере в Центральном Черноземье это точно так.

                Ответить
                • Иван Зелинский пишет:

                  Но не везде по государству такая картина, есть регионы где заработная плата весьма солидная. Но и за репетиторство не плохой гонорар. Могу сказать одно, в любой сфере деятельности есть востребованные специалисты а есть и их много гастарбайтеры и они то невостребованы 

            • Иван Зелинский пишет:

              Зинаида, ведь истинные по призванию преподаватели не бегут а бегут те которых можно отнести к гастарбайтерам и это хорошо с одной стороны, что бегут 

              Ответить
              • Zindows пишет:

                Ну, вот тут не соглашусь.

                Призвание, талант — это все прелестно. Но даже талантливым преподавателям, строителям, инженерам нужно в первую очередь кормить себя и семью.

                Это один из тысячи, когда человек на работу ходит просто для души, а доход у него из какого-то другого места.

                 

                Ответить
                • Иван Зелинский пишет:

                  Это единичные случаи, ведь если он профессионал в своей области то  постоянно будет востребован, если только приспособленец то тут уж увы ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *