Historien om dampmaskinen og dens anvendelse

Oppfinnelsen dampmaskiner var et vendepunkt i menneskehetens historie. Et sted på begynnelsen av XVII-XVIII århundre begynte det å erstatte ineffektive manuell arbeidskraft, vannhjul og vindmøller på en helt ny og unik mekanismer - dampmaskiner. Det er takket være dem ble mulig teknikk og industriell revolusjon, og hele utviklingen av menneskeheten.

Men hvem oppfant dampmaskinen? Til menneskeheten er det plikt til? Og når var det? Alle disse spørsmålene og vi prøver å finne svar.

Før vår tidsregning

Historien om dampmaskinen går tilbake til det første århundre f.Kr.. Geron Aleksandriysky beskrevet en mekanisme som begynte å jobbe når det påvirket par. Anordningen er en ballong, som ble fiksert dyse. Fra dysene tangentialt ut damp, for derved å få motoren til å rotere. Det var den første enheten som kjører på damp.

Skaperen av dampmaskinen (eller rettere sagt, en turbin) - Taqi al-Din (arabisk filosof, ingeniør og astronom). Hans oppfinnelse ble allment kjent i Egypt i det XVI århundre. Mekanismen har blitt arrangert som følger: Dampstrømmen er rettet direkte på mekanisme med finner, og når røyk bølget - knivene roterer. Noe lignende i 1629 og tilbød den italienske ingeniøren Dzhovanni Branka. Den største ulempen med disse oppfinnelsene var for høyt forbruk av damp, som igjen krevde en enorm mengde energi, og det var ikke riktig. Utviklingen har vært suspendert siden daværende vitenskapelig og teknologisk kunnskap om menneskeheten var ikke nok. I tillegg er behovet for slike oppfinnelser helt fraværende.

utforming

etableringen av dampmaskinen var ikke mulig før det XVII århundre. Men så snart strimmelen nivået av menneskelig utvikling tok av, da det var de første forekomster og liggende oppfinnelse. Selv om alvorlig de hadde på den tiden jeg ikke ta. For eksempel, i 1663 den engelske forskeren publisert i pressen designe sin oppfinnelse, som han satt i slottet Raglan. Hans enhet brukes til å heve vanntårn på veggene. Men som med alle nye og ukjente, ble dette prosjektet mottatt med tvil og sponsorer for videre utvikling var det ikke.

Historien til dampmaskinen begynner med oppfinnelsen paroatmosfernoy maskinen. I 1681, forskere fra den franske Denis Papin oppfunnet en enhet som pumper vann fra gruvene. Som drivkraft for første gang anvendes pulveret, og deretter ble erstattet av damp. Så det paroatmosfernaya maskin. Et stort bidrag til forbedring gjort av forskere fra England Tomas Nyukomen og Thomas Savery. Uvurderlig hjelp har også selvlært russiske oppfinneren Ivan Polzunov.

En mislykket forsøk Papen

Paroatmosfernaya maskin, mens langt fra perfekt, har vakt oppmerksomhet innen skipsbygging. D. Papin sine siste sparepenger brukt på kjøp av en liten båt, som er engasjert i installasjon av vann-løfte maskiner paroatmosfernoy egen produksjon. Virkningsmekanismen lå i det faktum at, som faller fra en høyde, begynner vannet å spinne hjulet.

Oppfinneren tester utført i 1707 på Fulda-elven. Mange mennesker samlet seg for å se mirakel: Ta elva båt uten seil og årer. Men i løpet av testen var det en ulykke: motoren eksploderte og drepte flere mennesker. Myndighetene er sint på den uheldige oppfinner og utestengt ham fra alt arbeid og prosjekter. Skipet ble konfiskert og ødelagt, og Papen selv døde noen år senere.

feil

Dampbåten Papen var neste prinsippet. Ved bunnen av sylinderen var det nødvendig å helle en liten mengde vann. I seg selv lokalisert røstesylinder som tjente til å varme opp væsken. Når vannet begynte å koke, blir den damp som dannes, strekker seg, hevet stempel. Fra rommet over stemplet gjennom en spesial utstyrt ventil oppdrift. Etter at vannet begynte å koke og damp falt, var det nødvendig å fjerne det brennkoppen, for å lukke ventilen for å fjerne luft, og ved hjelp av kaldt vann for å avkjøle den sylinderveggen. Gjennom slike handling parene, som var i sylinderen, kondenserte, ble det dannet under stempelet vakuum og atmosfæretrykk på grunn av kraften av stempelet tilbake til sin opprinnelige plass. Under sin nedadgående bevegelse og utføre nyttig arbeid. Men dampmaskinen effektivitet Papin var negativ. Skipet motoren var svært uøkonomisk. Og viktigst av alt, det var for komplisert og upraktisk å bruke. Derfor oppfinnelsen Papen hadde ingen fremtid helt fra begynnelsen.

etterfølgere

Men den historien om dampmaskinen slutter ikke der. Deretter har vi et mye mer vellykket enn Papen, snudde den engelske forskeren Tomas Nyukomen. Han har lenge studert arbeidene til sine forgjengere, med fokus på svakheter. Og han tok det beste av sine verk, skapt i 1712 sine ansatte. Den nye dampmaskinen (foto vist) ble konstruert som følger: brukes sylinder er i en vertikal stilling, og stempelet. Det Newcomen tok fra jobb Papen. Imidlertid parene er dannet i en annen pot. Rundt stemplet var fast sammenhengende hud, som i betydelig grad øket tetthet i dampsylinderen. Denne maskinen har også paroatmosfernoy (vann hevet fra gruven ved hjelp av atmosfæretrykket). Den største ulempen med den foreliggende oppfinnelse har vært dens besværlig og uøkonomisk: maskinen "ate" en stor mengde kull. Imidlertid, fordelene det bringes betydelig større enn Papins oppfinnelse. Derfor er det brukt for nesten femti år i huler og gruver. Den ble brukt for å pumpe grunnvannet, såvel som for tørking av kjøretøyer. Tomas Nyukomen forsøkte å konvertere bilen sin slik som å være i stand til å bruke den for trafikk. Men alle hans forsøk mislyktes.

Den neste vitenskapsmann, erklærte seg ble D. Hull fra England. I 1736 introduserte han verden til sin oppfinnelse: paroatmosfernuyu maskin, som i en motor var skovlene. Dens utvikling har hatt mer suksess enn for Papen. Umiddelbart flere av disse skipene ble produsert. De er mest brukt for transport av lektere, skip og andre fartøy. Imidlertid er påliteligheten til maskinen paroatmosfernoy mangler troverdighet og skip som er utstyrt med seil som hoveddrivkraften.

Selv Hull hadde mer flaks enn Papen, hans oppfinnelse gradvis mistet relevans, og de er avvist. Har fortsatt paroatmosfernyh maskiner som tiden var det mange spesifikke mangler.

Historien om dampmaskinen i Russland

Det neste gjennombruddet kom i det russiske imperiet. I 1766, ved et metallurgisk anlegg i Barnaul den første dampmaskinen, som tilføres smelteovnen luften ble generert ved hjelp av spesielle belg. Det ble skaperen Ivan Ivanovich Polzunov, som for sine tjenester til landet sitt selv gitt rang av offiser. Inventor presenterte sine overordnede tegninger og planer "brann bil" i stand til å drive belgen.

Men spilte skjebnen en grusom spøk med Polzunova: syv år etter utkastet ble vedtatt, og bilen er satt sammen, ble han syk og døde av forbruk - bare en uke før testing begynte motoren. Men var nok til å starte motoren hans dokumentet.

Så, 07.08.1766 Polzunova dampmaskinen ble lansert og plassert under belastning. Men i november samme år, brøt hun sammen. Grunnen til kjelen å være for tynne vegger, som ikke er beregnet for lasten. Videre oppfinneren skrev i sine instrukser, at dette er bare i løpet av testen kan brukes potten. Produksjonen av den nye kjelen ville ha lett betalt av, fordi dampmaskinen Polzunova effektivitet var positive. Over 1023 timer med arbeid ved hjelp av smeltet sølv mer enn 14 pounds!

Men på tross av dette, ingen å reparere mekanismen ikke gjorde det. Dampmaskin Polzunova samle støv i over 15 år i lageret, mens verden industrien ikke står stille og utvikles. Og så helt ble demontert for deler. Angivelig, på den tiden Russland har ennå ikke vokst til dampmaskiner.

tidskrav

I mellomtiden, livet på stedet ikke stå. Og menneskeheten har hele tiden tenkt på å opprette en mekanisme for å ikke være avhengig av den lunefulle naturen, og ta kontroll skjebne. Fra seilene ønsker alle å gi opp så snart som mulig. Derfor, etablering av en permanent mekanisme for damp henger i luften. I 1753 i Paris, ble han forfremmet konkurranse blant kunstnere, forskere og oppfinnere. Academy of Sciences kunngjorde tildelingen til alle som kan opprette en mekanisme som kan erstatte kraften i vinden. Men til tross for at deltok i konkurransen slike tanker som L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix og andre fornuftige forslag ikke er utstedt en.

Årene gikk. Og den industrielle revolusjon lå flere og flere land. Primacy og lederskap blant de andre makter alltid battered England. Ved slutten av det attende århundre, ble det skaperen av britiske storindustrien, og dermed vant tittelen verdens monopolist i denne bransjen. Spørsmålet om maskindrevet hver dag blir mer og mer viktig. Og denne motoren ble opprettet.

Den første dampmaskinen i verden

1784 var for Storbritannia og verden vendepunkt i den industrielle revolusjon. Og den som er ansvarlig for dette var den engelske ingeniøren Dzheyms Uatt. Dampmaskinen, som han grunnla, ble den mest høyprofilerte oppdagelsen av århundret.

Dzheyms Uatt i flere år studert tegningene, i konstruksjon og virkemåte for paroatmosfernyh maskiner. Og på grunnlag av alt dette, konkluderte han at motorens virkningsgrad er nødvendig for å utjevne temperaturen i vannet i sylinderen og damp, som går inn i mekanismen. Den største ulempen paroatmosfernyh maskiner er konstant behov for kjølevann av sylinderen. Det var ubehagelig og forbruksvarer.

Den nye dampmaskinen ble konstruert på annen måte. Således er sylinderen var til en spesiell skjorte av damp. Således Watt sikret sin faste varm tilstand. Oppfinneren har skapt et spesialfartøy, dyppes i kaldt vann (kondensator). Den er forbundet sylinderrøret. Når dampen blir fulgt i sylinderen gjennom røret, og falt ned i kondensatoren det omdannes tilbake til vann. Arbeid på forbedring av bilen sin, Watt skapte et vakuum i kondensatoren. Således kan samtlige dampen passerer fra sylinderen, kondenseres deri. Takket være denne nyskapning i stor grad øker utvidelsen av damp, som i sin tur gjør det mulig å trekke ut samme mengde damp er mye mer energi. Det var suksessen til kronen.

Laget av dampmaskinen også endret og lufttilførselen prinsippet. Nå første dampen går inn under stempelet, for derved å løfte den, og deretter går over stempelet, senking. Altså begge slag i mekanismen arbeider stål som ikke engang tidligere har vært mulig. En ett-hestekrefter kullforbruket var fire ganger mindre enn, henholdsvis, i paroatmosfernyh maskiner, og deretter søkt Dzheyms Uatt. Dampmaskin svært raskt vant den første britiske godt, og deretter hele verden.

"Charlotte Dundas"

Etter at verden ble truffet av oppfinnelsen av James Watt, begynte utbredt bruk av dampmaskiner. Så, i 1802 i Storbritannia har sitt første skip et par - "Charlotte Dundas" båt Dens skapere tror William Symington. Båten ble brukt som sleping av lektere på kanalen. Rollen til propellen på skipet spilte en fartshjul montert på hekken. Båten er første gang testet: to store lektere slept 18 miles i seks timer. Samtidig det sterkt forstyrret motvind. Men han klarte.

Likevel ble den plassert på spøk, fordi de var redd for at på grunn av de sterke bølgene, som ble opprettet under skovlhjulet, vil kanal bankene bli uskarpt. Forresten, "Charlotte" testing mennesker deltok, hvorav hele verden regnes som skaperen av det første skipet.

Det første skipet i verden

Norsk skipsbygger Robert Fulton med sin ungdom, drømte om et skip med en dampmaskin. Og nå sin drøm har blitt mulig. Etter oppfinnelsen av dampmaskiner har blitt en ny drivkraft til skipsbygging. Sammen med Messenger of America R. Livingston, som overtok den økonomiske siden av saken, Fulton tok opp utkast av skipet med en dampmaskin. Det var en komplisert Oppfinnelsen er basert på ideen om åre fremdrift. Ifølge skipssidene ble trukket i en rekke årer, simulere en rekke morsomme. I dette tilfellet, årer, og deretter blande seg med hverandre og blakk. I dag kan man enkelt si at den samme effekten kan oppnås dersom alle tre eller fire årer. Men fra perspektivet av vitenskap og teknologi på den tiden var det umulig å se. Derfor skipsbyggere hadde mye mer komplisert.

I 1803, har Fulton oppfinnelse blitt presentert over hele verden. Dampbåten var sakte og jevnt på Seinen, utrolig sinn og fantasi av mange forskere og figurer av Paris. Men Napoleon regjering avviste prosjektet, og irritert skipsbyggere ble tvunget til å søke lykken i Amerika.

Og i august 1807 verdens første skip som het "Claremont" der den mektigste dampmaskinen var involvert (foto vist), gikk på Hudson Bay. Mange mennesker rett og slett ikke tro på suksess.

I den første flyturen, "Claremont" gikk uten last og ingen passasjerer. Ingen ønsket å gå på en tur om bord på skipet ildsprutende. Men på vei tilbake, det var den første passasjeren - en lokal bonde, som betalte seks dollar for en billett. Han ble den første i historien til passasjer rederi. Fulton var så mye rørt at våghals ga livslang gratis reise på alle sine oppfinnelser.