James Watt, tatăl motorului modern cu aburi

James Watt a fost un inventator scoțian, inginer mecanic și chimist cel mai faimos pentru munca sa la primul motor modern cu aburi din lume. El va modifica motorul cu aburi Newcomen pentru a-și îmbunătăți eficiența prin gândirea sa creativă și cunoștințele științifice despre designul instrumentului. Lucrările lui James la motorul cu aburi s-ar dovedi a fi o contribuție substanțială la lume și una care, în mică parte, ar ajuta la alimentarea Revoluției Industriale acasă în Marea Britanie și în restul lumii.,James ar lua inițial instrumente de construcție de lucru la Universitatea din Glasgow. În timp ce acolo ar deveni interesat de motoarele cu aburi. El și-ar da seama rapid că motoarele cu aburi existente au irosit energie prin răcirea și reîncălzirea repetată a cilindrului. Pentru a rezolva acest lucru, el a introdus o îmbunătățire simplă, dar semnificativă a designului. Un condensator separat. Acest lucru a evitat necesitatea de a pierde energie și a îmbunătățit radical puterea, eficiența și rentabilitatea motoarelor cu aburi.James Watt ar îmbunătăți treptat designul motorului de-a lungul anilor., El a adăugat mișcarea de rotație și a extins aplicațiile motoarelor la utilizări dincolo de pomparea apei. Watt ar încerca să comercializeze invenția sa, dar a experimentat multe eșecuri financiare. Asta a fost până când a intrat într-un parteneriat cu Matthew Boulton în 1775. Perechea va forma o nouă companie, Boulton, și Watt, care va deveni în cele din urmă foarte de succes. Watt va deveni în cele din urmă un om foarte bogat.în timpul pensionării sale, Watt va continua să se rătăcească. El a dezvoltat mai multe invenții noi, dar nici una dintre ele nu a fost la fel de semnificativă ca motorul cu aburi., Mai târziu avea să moară la vârsta de 83 de ani.

primii ani

James Watt s-a născut pe 19 ianuarie 1736 în Greenock, Renfrewshire, Scoția. Tatăl său a fost Trezorierul și magistratul din Greenock. De asemenea, a condus o afacere de succes în construcția de nave și case.mama sa, Agnes Muirhead, provenea dintr-o familie distinsă și era bine educată. Ambii părinți erau presbiterieni și legăminte puternice., Bunicul lui Watt, Thomas Watt, a fost de fapt un profesor de matematică și bailee la baronul de Cartsburn. Interesant, având în vedere faptul că a fost crescut de părinți religioși, el va deveni mai târziu un deist.copilăria lui James ar fi afectată de dureri de dinți și migrene. Din cauza acestei afecțiuni medicale, el nu a putut să meargă la școală în mod regulat. Din acest motiv, James a fost acasă învățat de părinții săi inițial. Mama lui l-a învățat pe James să citească, în timp ce tatăl său l-a învățat aritmetica și scrisul. Mai târziu va urma o școală de gramatică unde a învățat latină, greacă și matematică.,James Watt ar arăta un mare nivel de dexteritate manuală, abilități de inginerie și o aptitudine pentru matematică. Alte subiecte precum Latina și greaca nu l-au interesat foarte mult. o parte importantă a educației lui James a fost atelierele tatălui său. Aici James a lucrat cu propriile unelte, bancă și chiar o forjă. Își petrecea timpul la ateliere făcând modele precum macarale și organe de butoi. S-a familiarizat rapid și cu instrumentele navei.,timpul petrecut la atelierele tatălui său l-a ajutat să decidă rapid ce vrea să facă cu viața sa, cel puțin la început. În timpul adolescenței lui James, tatăl său și-ar pierde moștenirea din cauza dezastrelor comerciale și a morții mamei sale.

James își alege destinul

la 17 ani James a decis să devină un producător de instrumente matematice. James Watt sa mutat mai întâi la Glasgow, unde una dintre rudele mamei sale a ținut prelegeri la universitate. James ar întâlni, de asemenea, Robert Dick în timp ce în Glasgow., Dick l-a încurajat pe Watt să stăpânească abilitatea de a face instrumente, mutându-se și lucrând ca ucenic la Londra. James a acționat pe acest sfat și în 1755 sa mutat la Londra după ce a găsit un maestru dispus să-l învețe.

acel maestru dispus a fost unul John Morgan. El a fost un producător de instrumente care a fost de acord să-l ia, dar cu puțin salariu. James ar ajunge să lucreze ore lungi continuu într-un atelier rece. Din acest motiv, sănătatea lui a scăzut.,

abilitățile Sale depășit lui John ceilalți ucenici și el a fost capabil pentru a finaliza mandatului său într-un an, care, în mod normal, prelungit până la șapte ani. Starea de sănătate a lui James s-a înrăutățit într-un an, dar el învățase suficient pentru a „lucra la fel de bine ca majoritatea calfelor.”După acest timp, James sa întors din nou la Glasgow.,

Ca James nu a avut încheiat un oficial de șapte ani de ucenicie la Glasgow Breasla de Ciocan (organizația care a avut jurisdicție asupra unui artizan, folosind un ciocan) a blocat cererea sa, în ciuda a nu fi orice instrument matematic de decizie în Scoția, la timp.

Watt situația a fost ajutat de sosire de la Jamaica de instrumente astronomice care au fost lăsate moștenire de la Universitatea din Glasgow. Aceste instrumente au necesitat o atenție specială. Watt a reușit să le readucă în stare de funcționare și a fost renumerat în consecință. Aceste instrumente au fost în cele din urmă instalate în Observatorul Macfarlane. Datorită muncii sale excelente la instrumente, trei profesori i-au oferit oportunități de a înființa un mic atelier în cadrul Universității.,

înființarea magazinului

Acest lucru a fost inițiat în 1757. Aici a făcut și a vândut instrumente matematice precum cadrane, busole și cântare. El ar ajuta, de asemenea, cu demonstrații. În timp ce în campusul universitar James întâlnit mulți oameni de știință și în special a devenit prieteni apropiați cu chimistul britanic și fizicianul Joseph Black.Joseph avea să dezvolte mai târziu conceptul de căldură latentă. James avea să se împrietenească și cu faimosul Adam Smith.în 1758 James a făcut cunoștință cu John Craig, un om de afaceri local și arhitect., Cei doi au format un parteneriat care i-a permis lui James să deschidă un alt magazin în Glasgow pentru a vinde instrumente muzicale, precum și jucării. Acest parteneriat a durat șase ani, iar perechea a angajat în cele din urmă până la șaisprezece lucrători. Craig a murit trist în 1765. Unul dintre angajații lor, Alex Gardner, a preluat în cele din urmă afacerea care a durat de fapt până în secolul 20th.în 1764 s-a căsătorit cu verișoara sa Margaret Miller, care, înainte de a muri nouă ani mai târziu la naștere, i-a născut șase copii.în 1764 James s-a trezit reparând un model de motor cu aburi Newcomen., Watt a realizat rapid cât de ineficient a fost designul, a irosit mult abur. James a decis să lupte cu designul pentru a-și îmbunătăți eficiența. În 1765 a venit în cele din urmă cu o soluție. motorul Newcomen era folosit de aproape 50 de ani pentru pomparea apei din mine. Designul său se schimbase cu greu în acel moment. ideea lui James a fost să furnizeze motorului un condensator separat. Aceasta urma să fie prima și cea mai mare invenție a sa. Watt a observat că problema cu motorul cu aburi Newcomen a fost pierderea căldurii latente., În acest moment, înțelegerea motorului cu aburi era într-o stare foarte primitivă. Știința termodinamicii nu ar fi formalizată timp de cel puțin încă 100 de ani.

James a reușit să repare modelul dar e greu de lucrat. El a continuat să experimenteze cu ea și a constatat că aproximativ trei sferturi din energia termică a motorului au fost consumate în încălzirea cilindrului motorului pe fiecare ciclu., Această energie a fost irosită, deoarece mai târziu în ciclu apa rece a fost injectată în cilindru pentru a condensa aburul pentru a-și reduce presiunea. Astfel, prin încălzirea și răcirea repetată a cilindrului, motorul și-a pierdut cea mai mare parte a energiei termice, în loc să o transforme în energie mecanică.această pierdere de căldură latentă a fost un defect imens cu motorul Newcomen în opinia lui James. Soluția lui Watt ar avea condensarea efectuată într-o cameră distinctă de cilindrul principal, dar conectată la acesta.

James hit-uri pe o idee

În 1765, Watt a fost lovit de inspirație. El a dat seama a fost de a provoca abur pentru a condensa într-un cilindru separat în afară de piston. James și-a dat seama, de asemenea, că motorul ar trebui să mențină temperatura cilindrului la aceeași temperatură cu aburul injectat, înconjurându-l cu un „sacou cu abur.”

Acest lucru ar însemna că foarte puțină energie a fost absorbită de cilindru de fiecare dată când a pedalat., Acest lucru ar produce o creștere considerabilă a disponibilității energiei pentru a efectua o muncă utilă. James se va întâlni mai târziu cu medicul, chimistul și inventatorul britanic John Roebuck. John a fost fondatorul lucrărilor Carron și el a fost cel care la încurajat pe James să-și facă propriul motor. James Watt și John ar intra într-un parteneriat împreună după ce a făcut un mic motor de testare. Prototipul său a fost posibil prin unele împrumuturi de la Joseph Black., Roebuck a locuit la Kinneil House, Bo ‘ ness la acea vreme și Watt ar lucra la perfecționarea motorului într-o mică cabană adiacentă casei. Cochilia cabanelor și o foarte mare parte a unuia dintre experimentele sale există și astăzi.

motor progresul a fost blocat din cauza dificultății de prelucrare piston și cilindru pentru motorul lui. Fierarii de atunci erau mai apropiați de fierari decât mecanicii moderni. Prin urmare, nu au putut produce componentele cu o precizie suficient de mare. în anul următor Watt a scos celebrul brevet pentru ” o nouă metodă inventată de diminuare a consumului de abur și combustibil în motoarele de incendiu.”Acest lucru a fost urmărit la costul mare al capitalului.,

James devine un loc de muncă

James Watt a devenit legat de bani. Acest lucru la forțat să caute un loc de muncă. În 1766 Watt a devenit un inspector de teren. Următorii opt ani ai vieții sale s-au consumat marcând rutele pentru canalele din Scoția. Această lucrare i-a mâncat grav timpul, iar munca sa la noul său motor cu aburi a fost grav oprită. partenerul său Roebuck va da faliment din păcate în 1772. Un producător și inginer englez Matthew Boulton, care a fost și producătorul Soho Works din Birmingham, a preluat acțiunile Roebuck în brevetul lui Watt., După opt ani de supraveghere a terenurilor, James va deveni ros cu sarcina. Parțial datorită noului său parteneriat cu Boulton, James s-a mutat la Birmingham în 1774.parteneriatul său cu Boulton i-ar oferi lui James acces la unii dintre cei mai buni lucrători de fier din lume. Acest lucru a ajutat foarte mult la producerea pieselor cu suficientă precizie necesară pentru motorul său.

James Watt motor a fost un hit instant

James Watt brevet a fost extinsă de către Parlamentul Britanic în anul 1775. În același an, Boulton și Watt ar forma un parteneriat mai oficial, care ar dura mai mult de 25 de ani. Sprijinul financiar oferit de Boulton a permis progresul rapid al motorului lui Watt. Atât de repede, de fapt, că până în 1776 au fost instalate două motoare și complet funcționale. un motor a fost livrat și instalat pentru a pompa apa la Staffordshire colliery., Celălalt a fost folosit pentru suflarea aerului în cuptoare la forjele lui John Wilkinson. În 1776 James se va căsători din nou cu noua sa soție Ann MacGregor. Ea ia născut încă doi copii.în următorii cinci ani, până în 1781, James Watt va petrece perioade lungi de timp în Cornwall. Aici a instalat și supravegheat numeroase motoare de pompare pentru minele lucrative de cupru și staniu din zonă. Motorul lui James a devenit foarte căutat, deoarece managerii minelor căutau modalități de a reduce costurile, inclusiv costurile cu combustibilul.,motoarele timpurii ale lui James Watt nu au fost fabricate direct de Boulton și Watt. Mai degrabă au fost licențiate să fie făcute de alții în urma desenelor și planurilor făcute de Watt. James ar fi adesea necesar pentru a servi ca inginer de consultanță pentru producția lor. Ansamblul motorului și shakedown-ul au fost inițial supravegheate de Watt în persoană. Mai târziu, de către alți bărbați în angajarea firmei lor.aceste mașini timpurii erau destul de mari. Unul dintre primii, de exemplu, avea un cilindru cu un diametru de 127 cm și o înălțime de 7 metri., Ei trebuiau să fie asamblați într-o clădire dedicată pentru ao găzdui. Boulton și Watt ar percepe o plată anuală pentru mașinile. Acest lucru a fost stabilit ca 1/3 din valoarea cărbunelui economisit în comparație cu un motor Newcomen existent care efectuează aceeași lucrare.Watt, pentru toată priceperea sa științifică și inginerească nu a fost un om de afaceri. El a fost obligat să suporte negocieri dure pentru a obține redevențe adecvate pentru motoarele sale. În ciuda acestui fapt, până în 1780, James se descurca destul de bine financiar. Cu toate acestea, partenerului său, Boulton, îi era greu să strângă capital., În anul următor, Boulton a văzut o nouă piață deschisă în industriile de porumb, malț și moara de bumbac.

Boulton locuri noi oportunități

James Watt a fost îndemnat de către Boulton să inventeze o formă de mișcare de rotație pentru motoare cu aburi. Ideea era să înlocuiască acțiunea reciprocă a originalului. În 1781 a făcut exact asta., Așa-numitul său angrenaj soare și planetă a asigurat mișcarea prin intermediul căreia un arbore a produs două rotații pentru fiecare ciclu al motorului.

în 1782 James era pe val. El a inventat și brevetat motorul cu dublă acțiune. Acest motor avea un piston care a împins și a tras. Motorul a necesitat o nouă metodă de conectare rigidă a pistonului la grindă.,soluția sa a fost dezvoltată în 1784 când a inventat mișcarea paralelă. Acesta este un aranjament de tije de legătură care au ghidat tija pistonului într—o mișcare perpendiculară-pe care a descris-o drept „una dintre cele mai ingenioase și simple piese de mecanism pe care le-am inventat.”Boulton ar sugera mai târziu necesitatea guvernatorului centrifugal pentru controlul automat al vitezei motorului. Watt ar lua pe sugestiile sale și se aplică cu succes în 1788. Până în 1790, el a inventat și a adăugat un manometru. Acest lucru a completat practic ceea ce știm astăzi ca motorul Watt.,comenzile au fost rapid inundate pentru motorul său de la fabricile de hârtie, fabricile de făină, fabricile de bumbac, fabricile de fier, distileriile, canalele și instalațiile de apă. Atât de mulți, de fapt, că până în 1790 Watt devenise un om bogat. El a primit, până în prezent, în jur de £76,000 în redevențe din brevetele sale în ultimii 11 ani. Anii săi de mai târziu nu au fost totuși consumați în întregime de motoarele sale cu aburi.James Watt a fost membru al Societății lunare din Birmingham. Acesta a fost un grup de scriitori și oameni de știință care au dorit să avanseze științele și artele., Watt și-ar petrece timpul experimentând pe rezistența materialelor. James a fost, de asemenea, adesea implicat în proceduri legale pentru a-și proteja brevetele. în 1785 Watt și Boulton au fost aleși ca membri ai Royal Society of London. El va începe, de asemenea, să-și petreacă timpul în vacanță. A cumpărat chiar și o proprietate în Doldowlod, Radnorshire. Până în 1795 Watt a început să se retragă încet din afaceri. Până în 1880, James se apropia rapid de vârsta de pensionare. 1880, de asemenea, sa întâmplat să fie anul în care brevetele și parteneriatul său ar începe să expire., Watt a înființat o nouă firmă în 1794, Boulton și Watt. Această întreprindere a construit Turnătoria Soho pentru a produce motoare cu aburi mai competitive. De asemenea, în această perioadă, fiul lui Watt de la prima căsătorie, James, a început să-i dea probleme.James Watt Junior a fost un tânăr simpatizant al Revoluției Franceze. El a fost criticat în mod deschis în Parlament pentru prezentarea în 1792, un discurs de la Societatea Constituțională din Manchester la Constituția Société des Amis de la (Clubul iacobin) din Paris.,retragerea lungă a lui Watt a fost mai târziu întristată și de moartea subită a unui alt fiu prin cea de-a doua căsătorie, Gregory. De asemenea, va trăi mai mult decât mulți dintre vechii și cei mai apropiați prieteni ai săi. În ciuda acestui fapt, James a călătorit în Scoția și Franța și Germania când Tratatul de la Amiens a fost semnat în 1802. James Watt își va continua activitatea în mansarda casei sale. Aici a construit-o și a echipat-o ca un mic atelier. James a continuat să se joace și să inventeze și a dezvoltat de fapt o mașină de sculptură cu care a reprodus busturi și figuri originale pentru prieteni.,James a lucrat, de asemenea, ca consultant al Companiei de apă din Glasgow. Realizările lui Watt au fost recunoscute pe larg în timpul vieții sale. El a fost făcut un doctor de legi de la Universitatea din Glasgow în 1806 și un asociat străin al Academiei Franceze de științe în 1814 și a fost oferit un baronetcy, pe care a refuzat.James Watt a murit la 25 August 1819. Avea 83 de ani. motorul cu aburi al lui James Watt a fost o dezvoltare cu adevărat revoluționară și, fără îndoială, cheia Revoluției Industriale., Mașina sa a devenit incredibil de populară și a fost instalată în multe companii din Regatul Unit. Aceasta a fost contribuția sa la știință și tehnologie, încât o unitate de putere a fost numită în onoarea sa, Watt.Wattul, în cazul în care nu știți, este o unitate SI egală cu un Joule de muncă efectuată pe secundă. Aceasta echivalează cu aproximativ 1/746 de cai putere (pentru cai putere mecanice și electrice). Unii oameni de știință susțin, de asemenea, că invenția mișcării sale paralele (sau a motorului cu dublă acțiune) în 1784 ar trebui să marcheze începutul controversatei epoci Antropocene., Acesta este un interval încă neoficial de timp geologic.

În luna Mai a anului 2009, Banca Angliei a anunțat că Boulton și Watt va apărea pe noile 50 de lire. Acest design este primul care prezintă un portret dublu pe orice notă Bank of England. Această imagine a prezentat cei doi bărbați, unul lângă altul, juxtapuse cu imagini ale motorului cu aburi Watt și Boulton ‘ s Soho works., Citatele atribuite fiecăruia dintre bărbați sunt înscrise pe nota:” vând aici, domnule, ceea ce toată lumea dorește să aibă—putere „(Boulton) și” nu mă pot gândi la altceva decât la această mașină ” (Watt). în 2011, James Watt a fost, de asemenea, unul dintre cei șapte inductees inaugural la Scottish Engineering Hall of Fame.