Welcome to Our Website

James Watt, otec moderního parního stroje

James Watt byl skotský vynálezce, strojní inženýr a chemik nejslavnější pro svou práci na prvním moderním parním stroji na světě. Upravil by parní stroj Newcomen, aby zlepšil jeho účinnost prostřednictvím svého tvůrčího myšlení a vědeckých znalostí designu nástrojů. Jamesova práce na parním stroji by se ukázala jako podstatný přínos pro svět a ta, která by v malé části pomohla pohánět průmyslovou revoluci doma ve Velké Británii a ve zbytku světa.,

James by zpočátku začal pracovat na stavebních nástrojích na univerzitě v Glasgowě. Zatímco tam by se začal zajímat o parní stroje. Rychle by si uvědomil, že stávající parní stroje plýtvají energií opakovaným chlazením a ohříváním válce. K vyřešení tohoto problému zavedl jednoduché, ale významné zlepšení designu. Samostatný kondenzátor. Tím se zabránilo potřebě plýtvání energií a radikálně se zlepšil výkon, účinnost a nákladová efektivita parních strojů.

James Watt by v průběhu let postupně zlepšoval design motoru., Přidal rotační pohyb a rozšířil aplikace motorů na použití nad rámec pouhého čerpání vody. Watt by se pokusil komercializovat svůj vynález, ale zažil mnoho finančních neúspěchů. To bylo, dokud v roce 1775 nevstoupil do partnerství s Matthewem Boultonem. Pár by vytvořil novou společnost, Boulton, a Watt, který by se nakonec stal velmi úspěšným. Watt by se nakonec stal velmi bohatým mužem.

během jeho odchodu do důchodu, Watt by i nadále tinker pryč. Vyvinul několik nových vynálezů, ale žádný z nich nebyl tak významný jako parní stroj., Později zemřel ve zralém věku 83 let.

Zdroj: Dcoetzee/Wikimedia Commons

prvních letech

James Watt se narodil 19. ledna 1736 v Greenocku, Renfrewshire, Skotsko. Jeho otec byl Pokladník a soudce Greenock. Vedl také úspěšný obchod s loděmi a domy.

Reklama

Jeho matka, Agnes Muirhead, pocházel z významné rodiny a byl velmi vzdělaný., Oba jeho rodiče byli presbyteriáni a silní Smluvníci. Watt je dědeček, Thomas Watt, byl vlastně učitel matematiky a bailee Baronovi z Cartsburn. Zajímavé je, že vzhledem k tomu, že byl vychován náboženskými rodiči, později se stal deistou.

Jamesovo dětství by sužovaly bolesti zubů a migrény. Kvůli tomuto zdravotnímu stavu nemohl pravidelně chodit do školy. Díky tomu, James byl doma učil jeho rodiče zpočátku. Jeho matka naučila Jamese, jak číst, zatímco jeho otec ho učil aritmetiku a psaní., Později navštěvoval gymnázium, kde se učil latinu, řečtinu a matematiku.

James Watt by ukázal velkou úroveň manuální obratnosti, inženýrských dovedností a schopnosti pro matematiku. Jiné předměty, jako je Latina a řečtina, ho příliš nezajímaly.

Reklama

důležitou součástí James vzdělávání byl jeho otec workshopy. Zde James pracoval s vlastními nástroji, lavicí a dokonce i kovárnou. Trávil čas v dílnách a vyráběl modely jako jeřáby a barelové orgány., Rychle se také seznámil s lodními nástroji.

jeho čas v dílnách svého otce mu pomohl rychle se rozhodnout, co chce dělat se svým životem, alespoň zpočátku. Během Jamesových dospívajících let jeho otec ztratil své dědictví kvůli komerčním katastrofám a smrti své matky.

James si vybere svůj osud

v 17 se James rozhodl stát se tvůrcem matematických nástrojů. James Watt se nejprve přestěhoval do Glasgow, kde jeden z příbuzných jeho matky přednášel na univerzitě. James by také setkat Robert Dick, zatímco v Glasgow., Dick povzbudil Watta, aby zvládl dovednost výroby nástrojů tím, že se přestěhoval do Londýna a pracoval jako učeň. James jednal na této radě a v roce 1755 se přestěhoval do Londýna poté, co našel ochotného mistra, který ho naučil.

Reklama

ochotný pán byl John Morgan. Byl to nástrojář, který souhlasil, že ho vezme, ale s malým platem. James by nakonec pracoval dlouhé hodiny nepřetržitě v chladné dílně. Kvůli tomu jeho zdraví kleslo.,

Zdroj: Dcoetzee/Wikimedia Commons

Jeho schopnosti překonal John je další učni a byl schopen dokončit jeho působení v jeden rok, které se obvykle prodloužena až na sedm let. Jamesovo zdraví se během roku rozpadlo, ale naučil se dost na to, aby „pracoval stejně jako většina tovaryšů.“Po této době se James opět vrátil do Glasgow.,

Jako James dokončil oficiální sedm-rok vyučení Glasgow Cechu Hammerman (organizace, která měla jurisdikce nad řemeslník pomocí kladiva) zablokoval jeho aplikace přesto, že tam není žádné matematické nástroje tvůrci ve Skotsku v té době.

Reklama

James Watt a Parní stroj James Lauder, 1855., Zdroj: DcoetzeeBot/Wikimedia Commons

Watt je situace napomohl příchod z Jamajky astronomické přístroje, které byly odkázány na University of Glasgow. Tyto nástroje vyžadovaly odbornou pozornost. Wattovi se podařilo je obnovit do provozního stavu a podle toho byl obnoven. Tyto nástroje byly nakonec instalovány v observatoři Macfarlane. Díky své vynikající práci na nástrojích mu tři profesoři nabídli příležitosti k založení malého workshopu v rámci univerzity.,

nastavení obchodu

toto bylo zahájeno v roce 1757. Zde vyráběl a prodával matematické nástroje jako kvadranty, kompasy a váhy. Pomáhal by i s demonstracemi. Zatímco na univerzitním kampusu James potkal mnoho vědců a zejména se stal blízkými přáteli s britským chemikem a fyzikem Josephem Blackem.

Joseph by později pokračoval ve vývoji konceptu latentního tepla. James by se také spřátelil se slavným Adamem Smithem.,

Reklama

V roce 1758 James se seznámil s John Craig, místní podnikatel a architekt. Oba vytvořili partnerství, které Jamesovi umožnilo otevřít další obchod v Glasgowě k prodeji hudebních nástrojů i hraček. Toto partnerství trvalo šest let a dvojice nakonec zaměstnávala až šestnáct pracovníků. Craig bohužel zemřel v roce 1765. Jeden z jejich zaměstnanců, Alex Gardner, nakonec převzal podnikání, které ve skutečnosti trvalo až do 20.století.,

v roce 1764 se oženil se svou sestřenicí Margaret Millerovou, která mu před devíti lety při porodu porodila šest dětí.

Jamesův motor

v roce 1764 James zjistil, že opravuje model Newcomen parní stroj. Watt si rychle uvědomil, jak neefektivní byl design, promarnil spoustu páry. James se rozhodl zápasit s designem, aby zlepšil jeho účinnost. V roce 1765 konečně přišel s řešením.,

Reklama

Newcomen engine byl v použití pro téměř 50 let pro čerpání vody z dolů. Jeho design se v té době téměř nezměnil.

Jamesův nápad byl poskytnout motoru samostatný kondenzátor. Měl to být jeho první a největší vynález. Watt si všiml, že problém s parním strojem Newcomen byl jeho ztráta latentního tepla. V této době bylo pochopení parního stroje ve velmi primitivním stavu. Věda termodynamiky by nebyla formalizována po dobu nejméně dalších 100 let.,

Watt první kondenzátor. Zdroj: DrJunge / Wikimedia Commons

James se podařilo model opravit, ale sotva to fungovalo. Pokračoval v experimentování s ním a zjistil, že přibližně tři čtvrtiny tepelné energie motoru byly spotřebovány při ohřevu válce motoru v každém cyklu. Tato energie byla zbytečná, protože později v cyklu studená voda vstřikuje do válců ke kondenzaci páry na snížení jeho tlaku., Tedy tím, že opakovaně vytápění a chlazení válců, motor promarnil většinu své tepelné energie, spíše než převod na mechanickou energii.

tato ztráta latentního tepla byla podle Jamesova názoru obrovskou vadou s motorem Newcomen. Wattovo řešení by mělo kondenzaci v komoře odlišnou od hlavního válce, ale připojenou k ní.

Newcomen Engine., Zdroj: Andy Dingley/Wikimedia Commons

James narazí na představu

V roce 1765, Watt byl zasažen inspiraci. Uvědomil si, že má způsobit kondenzaci páry v samostatném válci kromě pístu. James si také uvědomil, že motor bude muset udržovat teplotu válce při stejné teplotě jako vstřikovaná pára tím, že ji obklopí „parním pláštěm“.“

to by znamenalo, že válec pokaždé, když cykloval, absorboval velmi málo energie., To by vedlo k výraznému zvýšení dostupnosti energie pro užitečnou práci.

James se později setkal s britským lékařem, chemikem a vynálezcem Johnem Roebuckem. John byl zakladatelem Carron Works a byl to on, kdo povzbudil Jamese, aby vytvořil svůj vlastní motor. James Watt a John by vstoupili do partnerství společně poté, co vytvořil malý zkušební motor. Jeho prototyp byl umožněn některými půjčkami od Josefa Černého.,

Roebuck žil v Kinneil House, Bo ‚ Ness v té době a Watt by pracoval při zdokonalování motoru v malé přilehlé chatě k domu. Chaty shell a velmi velká část jednoho z jeho experimentů stále existují.

Pravděpodobně kolébkou Průmyslové Revoluce. Malá chata, kde Watt pracoval na svém revolučním parním stroji., Zdroj: Kim Traynor/Wikimedia Commons

motor je pokrok byl zastaven kvůli potížím v obrábění pístu a válce pro jeho motor. Železáři v té době byli více podobní kovářům, kteří novodobí strojníci. Nebyly proto schopny vyrábět komponenty s dostatečně vysokou přesností.

následující rok Watt vytáhl slavný patent pro „Vynalezl Nový Způsob Snížení Spotřeby Páry a Paliva v Požární Motory.“To bylo sledováno za velké náklady na kapitál.,

James dostane práci

James Watt se stal připoutaným za hotovost. To ho donutilo hledat zaměstnání. V roce 1766 se Watt stal zeměměřičem. Následujících osm let jeho života bylo spotřebováno značením tras pro kanály ve Skotsku. Tato práce těžce snědla jeho čas a jeho práce na jeho novém parním stroji byla vážně vrácena.

jeho partner Roebuck by v roce 1772 bohužel zkrachoval. Anglický výrobce a inženýr Matthew Boulton, který byl také výrobce Soho Pracuje v Birminghamu převzal Roebuck akcie v wattova patentu., Po osmi letech zeměměřičství, James by se stal unavený s úkolem. Částečně díky svému novému partnerství s Boultonem se James přestěhoval do Birminghamu v roce 1774.

jeho partnerství s Boultonem by Jamesovi poskytlo přístup k některým z nejlepších železářů na světě. To nesmírně pomohlo s výrobou dílů s dostatečnou přesností potřebnou pro jeho motor.

Matthew Boulton., Zdroj: VileGecko/Wikimedia Commons

James Watt motor byl okamžitý hit

James Watt patent byl prodloužen do Britského Parlamentu v roce 1775. Ve stejném roce by Boulton a Watt vytvořili oficiálnější partnerství, které by trvalo déle než 25 let. Finanční podpora, kterou Boulton poskytl, umožnila rychlý pokrok Wattova motoru. Ve skutečnosti tak rychle, že do roku 1776 byly nainstalovány dva motory a plně funkční.

jeden motor byl dodán a instalován k čerpání vody v colliery Staffordshire., Druhý byl použit pro foukání vzduchu do pecí na kovárnách Johna Wilkinsona. V roce 1776 se James znovu oženil se svou novou manželkou Ann MacGregor. Porodila mu další dvě děti.

během příštích pěti let, až do roku 1781, by James Watt strávil dlouhou dobu v Cornwallu. Zde instaloval a dohlížel na řadu čerpacích motorů pro lukrativní měděné a cínové doly v oblasti. Jamesův motor se stal velmi vyhledávaným, protože důlní manažeři hledali způsoby, jak snížit náklady včetně nákladů na palivo.,

franchisingová výroba

rané motory Jamese Watta nebyly vyráběny společností Boulton a Watt přímo. Spíše byli licencováni, aby je vyrobili jiní podle výkresů a plánů Watta. James by často potřeboval sloužit jako konzultační inženýr pro jejich výrobu. Montáž motoru a shakedown byl zpočátku pod dohledem Watt osobně. Později dalšími muži v zaměstnání jejich firmy.

tyto rané stroje byly docela velké. Jeden z prvních měl například válec o průměru 127 cm a výšce 7 metrů., Museli být shromážděni ve vyhrazené budově, aby ji mohli ubytovat. Boulton a Watt by účtovat roční platbu za stroje. To bylo nastaveno jako 1/3 hodnoty uhlí uloženého ve srovnání se stávajícím motorem Newcomen provádějícím stejnou práci.

Watt, pro všechny jeho vědecké a technické prozíravosti nebyl žádný podnikatel. Byl povinen vydržet horlivé vyjednávání, aby získal odpovídající licenční poplatky za své motory. Navzdory tomu se Jamesovi do roku 1780 dařilo docela dobře finančně. Jeho partner, Boulton, nicméně, bylo těžké získat kapitál., Následující rok Boulton viděl nový trh otevřít v kukuřici, slad, a cotton mill industries.

Boulton a Watt Parní stroj-Zdroj: Ariadacapo/Wikimedia Commons

Boulton skvrny nové příležitosti

James Watt byl nucen Boulton vymyslet nějakou formu rotační pohyb pro své parní stroje. Záměrem bylo nahradit vratnou akci originálu. V roce 1781 to udělal., Jeho takzvané sluneční a planetové zařízení poskytovalo pohyb, pomocí něhož hřídel vyrobila dvě otáčky pro každý cyklus motoru.

Slunce a planet gear na Boulton & Watt nosník motoru, 1788. Zdroj: geni / Wikimedia Commons

v roce 1782 James byl na roli. Vynalezl a patentoval dvojčinný motor. Tento motor měl píst, který tlačil i táhl. Motor vyžadoval nový způsob pevného připojení pístu k nosníku.,

jeho řešení bylo vyvinuto v roce 1784, kdy vynalezl paralelní pohyb. Toto je uspořádání spojovacích tyčí, které vedly pístní tyč kolmým pohybem-který popsal jako „jeden z nejvíce důmyslných, jednoduchých kusů mechanismu, který jsem vymyslel.“Boulton by později navrhl potřebu odstředivého regulátoru pro automatické řízení otáček motoru. Watt by vzal své návrhy a úspěšně je použil v roce 1788. Do roku 1790 také vynalezl a přidal manometr. To prakticky dokončilo to, co dnes známe jako wattový motor.,

pozdější roky

objednávky rychle zaplavily jeho motor z papíren, mlýnů na mouku, bavlněných mlýnů, železáren, lihovarů, kanálů a vodáren. Tolik, ve skutečnosti, že 1790 Watt se stal bohatým mužem. Za posledních 11 let získal od svých patentů zhruba 76 000 liber na honorářích. Jeho pozdější roky však nebyly zcela spotřebovány jeho parními stroji.

James Watt byl členem lunární společnosti v Birminghamu. Jednalo se o skupinu spisovatelů a vědců, kteří si přáli pokročit ve vědách a umění., Watt by také trávil čas experimentováním na síle materiálů. James byl také často zapojen do soudního řízení na ochranu svých patentů.

V 1785 Watt a Boulton byli zvoleni jako fellows Královské společnosti v Londýně. Také by začal trávit čas na dovolené. Dokonce koupil panství v Doldowlod, Radnorshire. Do roku 1795 se Watt začal pomalu stahovat z podnikání. Do roku 1880 se James rychle blížil důchodovému věku. Rok 1880 byl také rokem, kdy jeho patenty a partnerství začaly vypršet.,

Watt založil novou firmu v roce 1794, Boulton a Watt. Tento podnik postavil slévárnu Soho, aby vyráběl parní stroje konkurenceschopněji. To bylo také kolem této doby, že Wattův syn z jeho prvního manželství, James, začal mu dávat problémy.

rodinné problémy

James Watt Junior byl mladým sympatizantem francouzské revoluce. On byl otevřeně kritizován v Parlamentu pro prezentaci v roce 1792, adresu, z Manchester Ústavní Společnosti Société des Amis de la Constitution (Jacobin Klubu) v Paříži.,

Wattův dlouhý odchod do důchodu byl později také zarmoucen náhlou smrtí dalšího syna jeho druhým manželstvím, Gregory. Také by přežil mnoho svých starých a nejbližších přátel. Navzdory tomu James cestoval do Skotska, Francie a Německa, když byla v roce 1802 podepsána smlouva Amiens.

James Watt by pokračoval ve své práci v garretu svého domu. Zde jej postavil a vybavil jako malou dílnu. James pokračoval v drotování a vymýšlení a ve skutečnosti vyvinul sochařský stroj, pomocí kterého reprodukoval originální busty a postavy pro přátele.,

James také působil jako konzultant společnosti Glasgow Water Company. Wattovy úspěchy byly za jeho života hojně uznávány. V roce 1806 byl jmenován doktorem zákonů na univerzitě v Glasgowě a v roce 1814 zahraničním spolupracovníkem francouzské Akademie věd a byla mu nabídnuta baronetcy, kterou odmítl.

smrt a dědictví

James Watt zemřel 25. srpna 1819. Bylo mu 83 let.

parní stroj Jamese Watta byl skutečně průkopnickým vývojem a pravděpodobně klíčem k průmyslové revoluci., Jeho stroj se stal neuvěřitelně populární a byl instalován v mnoha podnicích po celé Velké Británii. Takový byl jeho příspěvek k vědě a technologii, že jednotka moci byla pojmenována na jeho počest, Watt.

Watt, v případě, že si nejste vědomi, je jednotka SI rovnající se jedné Joule práce prováděné za sekundu. To odpovídá asi 1/746 koňské síly (pro mechanickou a elektrickou koňskou sílu). Někteří vědci také tvrdí, že vynález jeho paralelní pohyb (nebo dvojčinný motor), v roce 1784 měla znamenat začátek kontroverzní Epochy Antropocénu., Jedná se o dosud neoficiální interval geologického času.

2011 Bank of England £50 bankovek představovat James Watt a Matthew Boulton. Zdroj: worldbanknotescoins

V Květnu 2009, Bank of England oznámila, že Boulton a Watt se objeví na nové £50 na vědomí. Tento design je první, kdo má duální portrét na kterékoli bankovce Anglie. Tento obrázek představoval dva muže, vedle sebe, vedle sebe s obrázky Wattova parního stroje a boultonových Soho děl., Citace přičítána každý z mužů jsou zapsány na vědomí: „prodávám tady, pane, co všichni na světě touží mít—POWER“ (Boulton) a „nemůžu myslet na nic jiného, ale tento stroj“ (Watt).

v roce 2011 byl James Watt také jedním ze sedmi inauguračních inductees do Skotské inženýrské Síně slávy.

Via: Britannica, The Famous People, Smithsonian Mag

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *