Направи дарение на училище!

Парният двигател на Уат, изобретен от Джеймс Уат по време на индустриалната революция, се води новаторски технологичен напредък, който задвижил света чрез подобрени форми на транспорт. Макар че Уат е направил нещо наистина новаторско, той се е опирал и на работата на предишни изобретатели, сред които са Томас Савери и Томас Нюкомен.

Научете повече за историята на парната енергия, както и за влиянието на парната машина на Уат.

Съдържание

Разбери повече за БГ Наука:

***

1. Ранна история на парата
2. Раждането на парните двигатели
3. Парната машина на Уат
4. Влиянието на парната машина на Уат

Ранна история на парата

Тези ранни експерименти и нововъведения отбелязват важни етапи по пътя към овладяването на силата на парата. Те дали основата на бъдещите изобретатели и инженери, за да надграждат, усъвършенстват и разширяват тези концепции.

Герой

Началото на парната технология датира от около 75 г. от н.е., когато математикът Херо пишел обширно за механиката и свойствата на въздуха и представял планове за основен парен двигател.

Неговият проект се състоял от куха сфера с огънати тръби, стърчащи отстрани. Когато напълнил сферата с вода и я поставил над огъня, топлината изпарила водата, а получената пара излязла през тръбите и накарала сферата да се върти. Това изобретение положило основите за по-нататъшния напредък в парната технология.

Джовани Батиста делла Порта

През XVII в. италианският учен Джовани Батиста дела Порта разбрал, че парата играе роля в създаването на вакуум. Той изказал теорията, че когато водата се превръща в пара в затворен съд, това води до повишаване на налягането, докато кондензацията на парата, обратно във вода, води до намаляване на налягането.

Денис Папен

През 1679 г. френският учен Дени Папен превърнал теорията на Дела Порта в реалност с проект, наречен „Дигестер или двигател за омекотяване на кости“. Той използвал устройство, което наподобявало тенджера под налягане; това се превърнало в първото практическо приложение на парното налягане.

Папен доразвил концепцията, като включил плъзгащо се бутало върху затворен цилиндър, пълен с вода. Когато водата се нагрявала, парата се разширявала и избутвала буталото нагоре. Когато парата се охлаждала и кондензирала, се създавал вакуум, който привличал буталото обратно надолу.

Раждането на парните машини

През 1698 г. военният инженер Томас Савери получил патент за иновативната си парна помпа „Приятел на миньора“. Парната помпа на Савери се състояла от камера за кипене, която насочвала парата в отделен съд. Вътре в контейнера имало тръба с възвратен клапан, която се простирала във водата, която трябвало да се извлече. Чрез изливане на студена вода върху контейнера, пълен с пара, парата се кондензирала обратно в течност, създавайки вакуум, който изтеглял водата отдолу през тръбата.

За двигателя на Нюкомен английският изобретател, Томас Нюкомен, се вдъхновил от разделянето на котела и парния цилиндър на Савери, както и от буталото с парна машина на Дени Папен. По този начин той изиграл решаваща роля за развитието на парната енергия. В началото на XVIII в. той въвел атмосферния двигател. Парната машина на Нюкомен можела да изпомпва вода от мини. Тя работила, като използвала пара за създаване на частичен вакуум в цилиндър. Атмосферното налягане изтласквало буталото надолу, което позволявало на двигателя да работи. 

Парната машина на Уат

Джеймс Уат, производител на инструменти, работещ в университета в Глазгоу, усъвършенствал допълнително конструкцията и ефективността на парните машини. В края на XVIII в. Уат експериментирал и разработил свой атмосферен двигател, който включвал отделен кондензатор и възможност за използване на експанзивната сила на парата. Като изолирал процеса на кондензация от цилиндъра, той свел до минимум топлинните загуби и увеличил мощността.

Той въвел и двигателя с двойно действие, който позволявал генериране на мощност както при възходящия, така и при низходящия ход на буталото. Уат патентовал парната си машина през 1769 г. Ефективността на двигателя го направила подходящ за транспортиране, което спомогнало за свързването на отдалечени региони и улеснило движението на стоки.

През 1774 г. Уат влязъл в съдружие с Матю Бултън, предприемач и производител, който допринесъл за търговския успех на парната машина. Бултън разпознал потенциала в изобретението на Уат и видял възможност за масово производство и продажба.

Влиянието на парната машина на Уат

Парният двигател на Джеймс Уат изиграл ключова роля в преобразуването на промишлеността, транспорта и обществото по време на индустриалната революция. Парният двигател на Уат задвижил фабрики и мелници, като осигурил надежден и ефективен източник на енергия.

Изобретението му довело и до появата на първите парни локомотиви и парни кораби, които заменили превозните средства, теглени от животни, и плавателните съдове, задвижвани от платна. Това от своя страна улеснило развитието на железниците и параходите. А тази по-ефективна парна машина направила революция в минното дело, като задвижила помпи, които можели да изкарват вода от мините.

Парният двигател на Уат също така стимулирал напредъка в науката, инженерството и технологичните иновации, полагайки основите за по-нататъшен напредък.

Превод: Петя Апостолова

Източник: https://science.howstuffworks.com/transport/engines-equipment/steam.htm

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!