جيمس وات وستيم باور (نشاط الفصل الدراسي)

جيمس وات وستيم باور (نشاط الفصل الدراسي)


كانت الفيضانات إحدى المشاكل الرئيسية لتعدين الفحم والحديد والرصاص والقصدير في القرنين السابع عشر والثامن عشر. استخدم عمال المناجم عدة طرق مختلفة لحل هذه المشكلة. وشملت هذه المضخات التي تعمل بها طواحين الهواء وفرق من الرجال والحيوانات تحمل دلاء لا نهاية لها من المياه.

لم تكن أي من هذه الطرق مرضية للغاية وحاول العديد من الأشخاص ابتكار آلة من شأنها حل المشكلة. في عام 1698 طور توماس سافري آلة لضخ المياه من المناجم. ومع ذلك ، لم يستطع المحرك رفع المياه من مناجم عميقة جدًا. عيب آخر هو ميله إلى إحداث انفجارات.

بعد عشر سنوات من التجارب ، طور توماس نيوكمان ، حداد دارتموث ، محركًا يعمل بالبخار في الغلاف الجوي كان بمثابة تحسين لمضخة Savery. دفع الضغط الجوي المكبس لأسفل الأسطوانة وتسبب البخار من المرجل في ارتفاع المكبس. تم إنشاء فراغ بتفاعل الماء البارد والبخار الساخن ، وكان المكبس يعمل بكامل طاقته لتحريك الأثقال الموازنة لأعلى ولأسفل. ومع ذلك ، كان محرك Newcomen مكلفًا للغاية في الاستخدام لأنه يحتاج إلى الكثير من الفحم لجعله يعمل.

في عام 1763 ، طُلب من جيمس وات ، صانع أدوات من غرينوك ، اسكتلندا ، إصلاح أحد محركات توماس نيوكومن البخارية. بعد دراسة الآلة ، أصبح وات مقتنعًا بأنه يستطيع تطوير محرك بخاري أكثر كفاءة وقوة بكثير من المحرك الذي اخترعه Newcomen.

أدرك وات أن الأمر سيستغرق بعض الوقت لتطوير هذا المحرك البخاري الجديد. لم يكن رجلاً ثريًا ، لذا كان عليه البحث عن شريك بالمال. وافق جون روبوك ، صاحب مصنع الحديد الاسكتلندي ، على تقديم دعم مالي لمشروع وات. عندما أفلس روبوك عام 1773 ، أخذ وات أفكاره إلى ماثيو بولتون ، وهو رجل أعمال ناجح من برمنغهام.

على مدار الأحد عشر عامًا التالية ، أنتج مصنع بولتون محرك وات البخاري وباعه لصناعة التعدين. كانت آلة Watt مشهورة جدًا لأنها كانت أقوى بأربع مرات من محرك Newcomen.

واصل وات التجربة ، وفي عام 1781 أنتج محركًا بخاريًا ذو حركة دوارة. في حين أن محركه السابق ، مع عمل الضخ لأعلى ولأسفل ، كان مثاليًا لتصريف المناجم ، يمكن استخدام هذا المحرك البخاري الجديد لقيادة أنواع مختلفة من الآلات.

سارع ريتشارد أركرايت إلى إدراك أهمية هذا الاختراع الجديد ، وفي عام 1783 بدأ في استخدام محرك واط البخاري في مصانع النسيج الخاصة به. تبعه آخرون ، وبحلول عام 1800 كان هناك أكثر من 500 من آلات واط في المناجم والمصانع البريطانية.

فرض واط على عملائه علاوة على استخدام محركاته البخارية. لتبرير ذلك ، قارن ماكينته بالحصان. حسب وات أن الحصان مارس قوة سحب مقدارها 1801 ب. لذلك ، عندما صنع آلة ، وصف قوتها بالنسبة للحصان ، أي "محرك بقوة 20 حصانًا". توصل وات إلى مقدار التوفير الذي توفره كل شركة باستخدام ماكينته بدلاً من فريق من الخيول. ثم كان على الشركة أن تدفع له ثلث هذا الرقم كل عام ، على مدى السنوات الخمس والعشرين القادمة.

على الرغم من عدم إبرام اتفاقية شراكة رسمية ، إلا أن بولتون وافق ، بالنسبة لحصته البالغة الثلثين ، على تحمل جميع تكاليف الحصول على براءات الاختراع وإجراء التجارب وتوفير المخزون وإدارة العمال وعقد الصفقات. ولكن الآن بعد أن عملوا معًا ، أدرك أنهم بحاجة إلى استثمار الوقت بالإضافة إلى رأس المال: كانت براءة Watt جيدة لمدة ثماني سنوات أخرى فقط وقد لا يكون ذلك طويلاً بما فيه الكفاية. إذا كان استثمارهم هو السداد ، فهم بحاجة إلى تعويذة جيدة خالية من المنافسة للحصول على الهندسة الصحيحة. بدأ بولتون في تحقيق هدفه مباشرة ، كما هو الحال دائمًا ، لتمديد فترة الحماية. بدلاً من التقدم بطلب للحصول على براءة اختراع جديدة ، استخدم مهاراته القوية في الضغط لدفع مشروع قانون خاص من خلال البرلمان لتمديد براءة الاختراع الحالية لمدة خمسة وعشرين عامًا.

لم تتضمن براءة الاختراع لعام 1769 جميع تحسينات وات. ربط نفسه في عام 1775 بالسيد بولتون ، من سوهو ، برمنغهام ، رجل ثروة ، ومشروع ، وموهبة ميكانيكية ؛ وبعد إجراء المزيد من التحسينات على المحرك البخاري ، تم تمرير قانون برلماني في نفس العام ، يمنحه "الاستخدام الوحيد والملكية لبعض المحركات البخارية لاختراعه ، في جميع أنحاء الملكيات" ، لفترة استثنائية خمسة وعشرون عاما ... هذا منع الآخرين من صنع محركات بخارية تحتوي على تحسينات خاصة بهم.

أنفق جيمس وات جزءًا كبيرًا من ثروته في إجراء تجارب لتحسين المحركات البخارية ... من خلال إنتاج طاقة ميكانيكية بتكلفة أقل وبأشكال أكثر ملاءمة ، قد تكون محركاته ذات فائدة كبيرة في العديد من المصانع الكبرى.

حوالي هذا الوقت (1790) بدأ فهم محرك السيد وات البخاري وإدخاله في هذا الجزء من إنجلترا ، وتم تطبيقه على دوران آلات الغزل ... ونتيجة لذلك ، أصبحت الشلالات أقل قيمة ؛ وبدلاً من حمل الناس إلى السلطة ، كان من الأفضل وضع السلطة بين الناس أينما كانت مطلوبة.

قام جيمس وات عام 1765 بتحويل المحرك البخاري من لعبة إلى أروع أداة تمتلكها الصناعة البشرية على الإطلاق ... لقد رفع المحرك البخاري بريطانيا إلى أعظم دولة تصنيع شهدها العالم.

إن العدد المتزايد من المنوال البخارية دليل أكيد على تفوقها على الأنوال اليدوية. في عام 1818 ، كان هناك في مانشستر وستوكبورت وميدلتون وهايد وستايلي بريدج والمناطق المجاورة 14 مصنعًا تحتوي على حوالي 2000 نول. في عام 1821 كان في نفس الأحياء 32 مصنعا تحتوي على 5732 نولا. منذ عام 1821 ، لا يزال عددهم في ازدياد ، ولا يوجد حاليًا ما لا يقل عن 10000 آلة تلوح بالبخار في العمل في بريطانيا العظمى.

ليس هناك شك في أن Watt حل العديد من المشكلات وحول محرك Newcomen القديم المثقل إلى آلة أكثر انسيابية والتي سرعان ما اكتسبت شهرة عالمية. لكنه كان رجلاً حذرًا ومحافظًا وفي كل مرحلة كان يجب أن يتملقه في الإبداع من قبل شريكه بولتون. إذا تُرك لأجهزته الخاصة ، فمن غير المرجح أن ينتج الكثير على الإطلاق.

في عام 1775 ، انضم صانع الآلات الاسكتلندي ، جيمس وات ، إلى مهندس برمنغهام ماثيو بولتون لإنتاج محركات بخارية يمكنها تحويل الآلات ، وسحب الأحمال الهائلة ، وفي النهاية دفع السفن والمركبات الأرضية بسرعات لم يسبق لها مثيل.

توفي وات في هيثفيلد في هاندزورث ، برمنغهام ، في 25 أغسطس 1819 ... ترك زوجته 1400 جنيه إسترليني سنويًا. وهيثفيلد مدى الحياة ، ولابنه بقايا التركة التي تضمنت جميع المستندات والرسومات والأدوات. تم إثبات الوصية في 13 أكتوبر بمبلغ يزيد عن 60.000 جنيه إسترليني (81.000.000 جنيه إسترليني بأموال اليوم).

ميكانيكي روسي علم نفسه بنفسه ، إيفان بولسونوف ... اخترع وبنى محركًا بخاريًا ، قبل 20 عامًا من واط. عمل محركه بشكل جيد ، لكن استخدام المحركات البخارية انتشر ببطء عبر روسيا ، بسبب القنانة التي جعلت العمالة اليدوية رخيصة.

أسئلة للطلاب

السؤال الأول: وصف الطرق المختلفة التي استخدمها أصحاب المناجم لإزالة المياه من مناجمهم في القرن الثامن عشر. اشرح سبب بحث أصحاب المناجم دائمًا عن طرق جديدة لإزالة هذه المياه.

السؤال 2: صف ما يحدث في المصدر 7.

السؤال 3: ما هو الشكل الرئيسي للقوة المستخدمة لتشغيل آلات النسيج في السنوات: (1) 1775-1785 ؛ (2) 1795-1805؟

السؤال الرابع: لماذا أصدرت الحكومة البريطانية قانونًا صادرًا عن البرلمان بشأن محرك واط البخاري عام 1775 (المصدر 5)؟ لماذا اختلف بعض الناس مع هذه السياسة.

السؤال 5: مصدر الدراسة 13. لماذا كان النساجون اليدويون غير سعداء عندما اكتشفوا محرك Watt البخاري؟

السؤال 6: أعط أكبر عدد ممكن من الأسباب التي جعلت جيمس وات أصبح رجلاً ثريًا جدًا.

السؤال 7: مصدر الدراسة 15. كيف تختلف هذه الرواية لاختراع المحرك البخاري عن تلك الموجودة في كتب التاريخ المدرسية المنتجة في بريطانيا؟ ماذا يخبرك عن مشاكل استخدام الكتب المدرسية في بلدك؟

إجابة التعليق

يمكن العثور على تعليق على هذه الأسئلة هنا.


كيف غير المحرك البخاري العالم

من المناسب أن يكون أول شخص يبتكر محركًا بخاريًا يعمل رجلًا يُدعى هيرو.

بعد ستة عشر مائة عام من ذكر العالم اليوناني القديم لأول مرة للقوة غير المستغلة للبخار ، ستصبح التكنولوجيا هي البطل والمحرك الذي قاد الثورة الصناعية.

عندما تم تنقيحها من قبل علماء القرن الثامن عشر مثل جيمس وات ، تغلبت القوة البخارية على قيود استخدام الرجال الضعفاء نسبيًا أو الخيول المتعبة للقيام بأعمال شاقة وتسريع المصانع بوتيرة لم يسبق لها مثيل.

أعاقتها الوحوش

لا ترتبط العصور الوسطى عادة بالصناعة ، لكن المجتمعات في جميع أنحاء أوروبا والشرق الأوسط وأجزاء من آسيا وأفريقيا لديها بالفعل مصانع ومصانع ، وإن كانت بطيئة العمل.

كان إنتاج المنسوجات ، على سبيل المثال ، تجارة نشطة ، ولكن كان عليه التعامل مع الفصل الجغرافي للأغنام التي ترعى الصوف ، والمصانع التي تعمل بالطاقة المائية والتي بنيت على طول الجداول الجبلية والمدن التي تم شراء القماش فيها من السوق. كانت الخيول أو البغال التي تنقل البضائع بينها باهظة الثمن وتباطأت بسبب وزن حمولتها. تم استخدام الخيول أيضًا لسحب دلاء المياه من المناجم التي غمرتها المياه ، ولكنها كانت بحاجة إلى فترات راحة متكررة والكثير من العناية لإبقائها في حالة جيدة.

ومع ذلك ، ربما ظلت وحوش العبء هي الآلية المختارة لولا صانعي الزجاج البريطانيين في القرن السابع عشر الذين طلبوا كميات هائلة من الفحم للحفاظ على أفرانهم الساخنة مشتعلة.

أثبت نظام بكرة الحصان المستخدم لتصريف مناجم الفحم أنه بطيء بشكل غير كافٍ في مواكبة حاجة صانعي الزجاج للوقود الأحفوري ، وكانت هناك مكافآت مربحة لأي شخص يمكنه تطوير طريقة أفضل لتصريف المناجم. بدأ العلماء في العبث بجدية بالبخار في أوائل القرن السابع عشر ، ومثل معظم الاختراعات في ذلك الوقت ، كان جهدًا جماعيًا أدى في النهاية إلى أول محرك بخاري يعمل.

في عام 1698 ، حصل المخترع البريطاني توماس سافري على براءة اختراع لمضخة تعمل بالبخار ، والتي وصفها بأنها "محرك لرفع المياه بالنار". اعتمد محرك Savery الأساسي جدًا على البخار لإنشاء فراغ وسحب الماء لأعلى عبر أنبوب و [مدش] نظرية كانت موجودة منذ عدة قرون ولكن لم يتم تطبيقها بنجاح. تم تحسين التكنولوجيا باستخدام المكابس والأسطوانات بواسطة توماس نيوكومين ، حداد ، ومرة ​​أخرى بواسطة واط في منتصف القرن الثامن عشر.

بحلول ذلك الوقت ، كانت سمعة المحرك السريع تكتسب زخمًا بعيدًا عن دوائر التعدين ، حيث انتقل إلى الداخل إلى مجالات أخرى من الصناعة من الأشغال المعدنية إلى المنسوجات ، حيث تم تكييفه مع نظام العجلات الدوارة الشائع في المطاحن الأوروبية.

قام Watt ، وهو رجل أعمال ماهر ، بتسويق ماكينته عن طريق حساب عدد الخيول التي سيحل محلها محركه ، وصياغة مصطلح "القدرة الحصانية" في هذه العملية.

تبدأ الثورة بشكل جدي

الكمال المتزامن للمحرك البخاري وبداية الثورة الصناعية هو سيناريو الدجاجة والبيضة الذي ناقشه المؤرخون منذ فترة طويلة. كان العالم قد أصبح مكانًا صناعيًا قبل ظهور القوة البخارية ، لكنه لم يكن ليتقدم بهذه السرعة أبدًا بدونها ، كما يقولون.

كانت المصانع التي كانت لا تزال تعتمد على طاقة الرياح أو المياه لتشغيل أجهزتها خلال الثورة الصناعية محصورة في مناطق معينة ، وكان البخار يعني أنه يمكن بناء المصانع في أي مكان ، وليس فقط على طول الأنهار سريعة التدفق.

استفادت تلك المصانع من واحدة من أكبر الشراكات في العالم و [مدش] من شركة وات وماثيو بولتون ، الشركة المصنعة البريطانية. قاموا معًا بتخصيص محرك Watt البخاري لأي شركة يمكنها استخدامه ، وجمعوا ثروات كبيرة لأنفسهم ، لكنهم أيضًا شاركوا الأبحاث عبر مسافات شاسعة.

كان النقل أحد هؤلاء المستفيدين المهمين. بحلول أوائل القرن التاسع عشر ، أصبحت المحركات البخارية عالية الضغط مضغوطة بدرجة كافية لتتجاوز المصنع ، مما دفع أول قاطرة تعمل بالبخار إلى اصطدام القضبان في بريطانيا عام 1804. ولأول مرة في التاريخ ، تم نقل البضائع برا بواسطة شيء ما بخلاف عضلات الإنسان أو الحيوان.

كانت الولايات المتحدة رائدة في مجال الشحن ، حيث وضعت باخرة ركاب على الماء في عام 1807.

استغرقت تلك الرحلة التاريخية ، وهي رحلة طولها 150 ميلاً من نيويورك إلى ألباني على متن سفينة تدعى The Clermont ، 32 ساعة لتكتمل. ربما كان هذا هو سبب الطفرة التي أعقبت ذلك في السفر بالسكك الحديدية.


جيمس واط

في بداية القرن الثامن عشر ، في بلدة غرينوك البحرية الاسكتلندية الفقيرة ، أنشأ جد جيمس وات مدرسة للرياضيات. يصبح ابنه شركة بناء سفن مزدهرة ومزودًا لمنتجات الشحن. تتمثل نقطة بيعه الفريدة في "مهارته في صنع أكثر الأدوات دقة". يجذب الكثير من الأعمال: ومن ناحية الزواج أغنيس مويرهيد ، وهي سيدة لطيفة تنحدر من سلالة طويلة من الأسكتلنديين النبلاء.

"الحظ في إصبعه ينتهي"

عندما ولد جيمس وات في 18 يناير 1736 ، بدت حياته المستقبلية وردية وبداية ، هي كذلك. والدته المتعلمة تدرسه في المنزل حيث تتوسع أعمال والده ، التي تدار من الفناء الخلفي لمنزلهم. يعطيه والده مجموعة أدواته الصغيرة الخاصة به. تشمل هواياته تفكيك وإعادة تجميع ألعابه. يقوم أحيانًا بإنشاء أجزاء جديدة من الأجزاء. لاحظ أحد عمال والده بشكل صحيح أن "جيمي" (كما يسميه جميع أصدقائه) لديه "ثروة في نهايته". تقول إحدى القصص العائلية أنه تعرض للوبخ بسبب افتتانه بغلاية بخار. سيكون مزيج الملاحظة والتطبيق العملي الذي سيحدث ثورة في بريطانيا والعالم.

المخترعون الاسكتلنديون العظماء الذين غيروا مجرى التاريخ

اوقات صعبة

ولكن بعد ذلك ، سلسلة من الكوارث التجارية ، بما في ذلك فقدان سفينة ثمينة حطام ميراثه. جيمس يجب أن يتعلم التجارة من أجل البقاء. تبدأ صحة والده في التدهور بنفس سرعة شركته. في عام 1753 ، توفيت والدته الحبيبة عن عمر يناهز 17 عامًا. لذلك في صيف عام 1755 ، انطلق جيمس في قضاء اثني عشر يومًا على ظهور الخيل للوصول إلى لندن ووعدها بالثروة. يجمع المراهق بين مهارات والده وجده عندما يصنع أدوات رياضية مثل الموازين النحاسية والمساطر المتوازية. بعد أن عمل بنفسه حتى مرض ، عاد إلى غلاسكو في خريف 1756.

انت وات؟

يأمل وات أن يجد عملاً لأنه هو حرفيًا صانع الأدوات الرياضية الوحيد في اسكتلندا بأكملها. لكن نقابة هامرمين (التي تمثل أي شخص يعمل في المعادن) تمنع عمله. يقولون إنه لا يستطيع العمل حتى يقضي وقتًا أطول في التدريب. من الواضح أنهم ، مع ذلك ، ليس لديهم أي شخص يمكنه أن يتدرب عليه ، ولا يوجد أي شخص لديه تخصص وات. لن تكون هذه هي المرة الأخيرة التي ينتظر فيها وات العالم ليلحق به.

لحسن الحظ ، قام أساتذة الجامعة بتوظيفه بشكل خاص لإصلاح أدواتهم الأكاديمية. يكمل هذا الدخل عن طريق صنع وبيع كل شيء من النظارات إلى الآلات الموسيقية والمزامير والقيثارات. نظرًا لعدم وجود قدرة موسيقية ، فهو يدرس علم الانسجام. تعتبر المنتجات الدقيقة التي يصنعها أدوات أفضل من تلك التي صنعها متخصصون في الموسيقى.

مملكة إيسامبارد برونيل

أعطني البخار

توفر الجامعة متجرًا صغيرًا يمكنه العمل والبيع منه وسرعان ما يصبح مكانًا للاستراحة للأساتذة والعامة على حدٍ سواء. نظرًا لكونه مهندسًا أكثر من كونه رائد أعمال ، فقد أسس شركة مع John Craig وعلى مدار السنوات الست التالية قاموا بتصنيع الآلات الموسيقية والألعاب.

خلال هذا الوقت ، أصبح صديقًا للاقتصادي الأسطوري آدم سميث. ستكون كتابات سميث الكتاب المقدس للرأسمالية. سيكون عمل واط محركها. في عام 1758 ، تم تقديم وات إلى جون (لاحقًا ، الأستاذ) روبنسون. سوف يعرّفه روبنسون على علم البخار. نظرًا لأن الجامعة ليس لديها سوى القليل من الأجهزة والأجهزة اللازمة لتجربة البخار ، فإن Watt يصنعها.

في عام 1763 طلبت منه الجامعة إصلاح أحد محركاتها البخارية Newcomen. تم اختراع هذا المحرك الذي يعمل بالبخار من قبل المهندسين الإنجليز Savery و Newcomen. إنه أول جهاز عملي يستخدم الطاقة البخارية لإنتاج الأعمال الميكانيكية. يدرك وات أنها أيضًا غير فعالة بشكل رهيب. لعدة عقود تم استخدامه في المناجم لضخ المياه. مع القليل من التحسينات في التصميم خلال أكثر من نصف قرن ، يرى وات الكثير من الإمكانات ، مع تحقيق أرباح ضخمة. لكن معظم المؤلفات المتوفرة حول هذا الموضوع باللغتين الفرنسية والإيطالية. لذلك يتعلم وات تلك اللغات.

تكشف تجاربه البخارية اللاحقة عن النظرية الثورية للحرارة الكامنة (بطريقة مبسطة ، الحرارة "الخفية" والطاقة في البخار). مع ذلك ، سيتمكن في النهاية من زيادة قوة المحرك البخاري خمسة أضعاف. عندها فقط اكتشف أن أستاذًا مقيمًا آخر ، روبرت بلاك ، قد اكتشف النظرية بالفعل. لقد قام في الواقع بتدريسه لطلابه لعدة سنوات. يصل الزوجان. سيصبح الأسود دعمًا أكاديميًا وماليًا.

شراكته الأخرى ، في عام 1764 ، هي لابنة عمه مارغريت ميلر. إنها تساعد في تهدئة "الصداع العصبي". سيكون لديهم خمسة أطفال ولكن اثنين فقط سيصلون إلى سن الرشد.

يواصل Watt's التجربة ويدرك أن نموذج Newcomen يهدر حوالي ثلاثة أرباع حرارته. لتحقيق الحركة الميكانيكية ، تم تبريد وتسخين أجزائه (المكبس والحجرة) باستمرار. تم إنفاق المزيد من الطاقة على هذا أكثر من توفير القوة الميكانيكية.

اقرأ المزيد عن: العلوم والتكنولوجيا

أعظم الاختراعات البشرية

لامع لكنه كسر

يرى وات الحل بعد ظهر أحد أيام الأحد عام 1765. يتصور غرفة منفصلة يمكن أن يتكثف فيها البخار. هذا يعني عدم الحاجة إلى التبريد وإعادة التسخين ، مما يجعل المحرك أسرع وأكثر كفاءة في استهلاك الوقود. ستحول أفكاره إلى آلة ذات استخدام محدود إلى آلة ستعمل على دفع الثورة الصناعية.

لكن حقيقة أن رؤيته قد تغير العالم إلى الأبد لا تفيد وات.
إنه مفلس وغارق في الديون.

لذلك عرّفه روبرت بلاك على المخترع البريطاني جون روبوك. يمول Roebuck بحث Watt لعمل نموذج عملي. يسدد ديون وات مقابل ملكية ثلثي اختراع واط. لكن قلة من الميكانيكيين لديهم براعة والد وات في صنع الآلات. على وات مرة أخرى أن ينتظر العالم ليلحق به. يعمل مساح وكمهندس مدني ، وهي مهن يجدها مملة ومتساهلة ، لتكميل دخله.

الأدبيات العلمية التي يحتاج إلى فهمها لتحقيق النقلة النوعية القادمة كلها باللغة الألمانية ، لذلك يتعلم هذا وبالغة الإيطالية. تبدأ العقبات المستمرة - حتى الحصول على براءة اختراع - في التأثير عليها. بدأ يعاني من الأرق والاكتئاب الشديد. فقط زوجته تحافظ عليه معًا.

كانت براءة اختراعه الأولى ، التي تغطي المكثف ، في يناير 1769 ، نقطة تحول علمية وشخصية. يتمتع بالحماية القانونية ، ولا يزال يقضي الأشهر الستة المقبلة في العمل في الخفاء لإنتاج نموذج عملي. بعد نصف عام ، اختبره. فشل مرتين. لكن البخار المتسرب لا يخفض وات هذه المرة. إنه مقتنع بأن نموذجه سيعمل. إنه متأكد من أن الافتقار إلى الدقة والدقة من قبل الميكانيكيين هو الذي تسبب في فشل نموذجه. هذه حالة نادرة لعبقري يلوم ، بشكل صحيح ، عماله السيئين. بما أنه يجب القيام بكل شيء باليد والعين ، فإن الافتقار إلى العمال المهرة - والرصين - سيصيب وات طوال حياته.

أوقات أصعب

ثم أفلس داعمه ، روبوك. جاءت ثروة روبوك من التعدين ومناجمه مشبعة بالمياه. كان يأمل أن يعمل تصميم وات المحسن على تصحيح هذا الأمر. ولكن مع عدم وجود نموذج عملي ، نفدت ثروة روبوك. يبدو مستقبل وات قاتمًا مرة أخرى. ثم في عام 1772 ، ماتت زوجته مارجريت أثناء الولادة.

واط هو أدنى مستوى له. إنه يقترب من سن الأربعين ، وهو أرمل لديه معالون غارقون في الديون. ثم التقى ماثيو بولتون ، رجل الأعمال المقيم في برمنغهام. استحوذ بولتون على اهتمامات روبوك بما في ذلك براءة اختراع وات. إنها في الواقع الاستراحة التي يحتاجها وات. يتمتع Boutlon بإمكانية الوصول إلى الدقة المملّة والأدوات التي تتطلبها رؤية واط. يذهب Watt للعمل هناك في مايو 1774. وسيعمل الاثنان معًا لربع القرن القادم.

اقرأ المزيد عن: تاريخ اليابان

7 اختراعات يابانية مهمة من التاريخ

بكامل قوته

يقوم Boulton & amp Watt بتصنيع تصميم محرك البخار الخاص به ويأتي عملاؤهم الأوائل من المناجم. يسعد المشترون بالدفع مقابل محرك يستخدم ثلث الفحم الذي يحتاجه نموذج Newcomen. يرهق وات نفسه في السفر عبر البلاد شخصيًا لضمان نجاح كل آلة. لكن بولتون غالبًا ما يتبع العديد ممن يستغلون الحس التجاري المروع لدى وات.

في عام 1776 ، تزوج وات مرة أخرى وأنجب الزوجان طفلان. سوف يعيش وات بعدهما على حد سواء. لكن السيدة وات الجديدة ستكبر في السن وسعيدة وغنية مع زوجها الجديد في برمنغهام.

وعلى الرغم من كونه العقل التجاري في العملية ، فهو بولتون الذي اقترح في عام 1781 على واط إمكانية استخدام تطبيقات أخرى. يقترح أن محركاته يمكن أن تطحن أو تنسج وأكثر. مع تحويل حركة المكبس لأعلى ولأسفل إلى حركة دوارة ، سيتم تشغيل مصانع الورق والطحين والقطن والحديد قريبًا بواسطة محركات Watt.

التجسس الصناعي

بولتون وأمبير وات ، أصبحت الشركة الهندسية الأولى في البلاد. هذا هو النجاح الذي حققته ألمانيا وفرنسا في محاولة التجسس الصناعي لمحاولة تأمين خطط واط الخاصة بهما للجيل القادم من المحركات البخارية.

يستخدم Boulton & amp Watt واحدًا من إدوارد بول لبناء محركات لهم. سيكون راتبا باهظا. يذهب بول ليصنع نسخته الخاصة لكنه لم يكن أول من خان وات. كان أحد عمال بولتون ، هاتلي ، قد باع بالفعل مخططات وات. سرق كارترايت آخر (شنق لاحقًا) فكرة أخرى وباعها.

توقف بعض الشركات عن مدفوعاتها لـ Watt معتقدة أن براءة اختراعه غير قابلة للتنفيذ. يجادل آخرون بأن وات قد خلق احتكارًا غير قانوني. سيقاضي وات بول وسيفوز. لكن Bull هو مجرد واحد من العديد من الأشياء التي يتعين على Watt متابعتها وعلى الرغم من أنها مربحة في النهاية ، إلا أنها ستكون عملية طويلة ومكلفة. فاتورة محامي واحد فقط ، من أموال اليوم ، كانت تقارب 500 ألف جنيه إسترليني.

على الرغم من ذلك ، أنشأ Boutlon & amp Watt واحدة من أولى الجمعيات المفيدة لعمالهم. قيل إنه لم يضطر أي عضو على الإطلاق إلى الاعتماد على التسول أو الصدقة ، "باستثناء عدد قليل من السكارى الذين لا يمكن تعويضهم". في عام 1784 قام وات بإجراء تحسينات إضافية على المحرك البخاري وبراءة اختراع قاطرة بخارية.

بحلول عام 1786 ، أصبح بولتون وأمبير من المشاهير في جميع أنحاء العالم. لقد تم تكريمهم لدرجة أن وات يصفهم بأنهم "في حالة سكر من الصباح إلى المساء مع الثناء غير المستحق".
بحلول عام 1790 ، أصبح كل من بولتون وأمب وات من الرجال الأثرياء.

نفاد البخار

في عام 1800 ، تقاعدوا وسلموا أعمالهم لأبنائهم. بشكل مأساوي ، مات ابن وات غريغوري بعد أربع سنوات فقط. سنوات وات المتبقية مكرسة للبحث. في عام 1816 ، قام بزيارة أخيرة لمكان ولادته ، غرينوك. ثم ، عن عمر يناهز 83 عامًا ، توفي في 19 أغسطس 1819 في هيثفيلد ، إنجلترا. تم دفنه جنبًا إلى جنب مع شريكه التجاري في الحياة ، ماثيو بولتون.

في عام 1882 ، تم تسمية الواط ، وهي وحدة لقياس الطاقة الكهربائية والميكانيكية ، على شرفه. يضيء اسمه اليوم على كل مصباح كهربائي تقريبًا في العالم.


2 تحولات المجتمع

كان لاختراع المحرك البخاري العملي تأثير فوري على التوظيف ، أولاً في بريطانيا العظمى ثم في جميع أنحاء العالم. كان لدى إنجلترا موارد طبيعية ضخمة من الفحم يمكن أن تكون وقودًا للمحركات البخارية ، وقد أدى ذلك إلى إنشاء طواحين ومصانع تحولت إلى السلع التي كان الناس يصنعونها يدويًا. تنقل السفن والقطارات التي تعمل بالبخار البضائع المصنعة والأشخاص من مكان إلى آخر بسرعة وكفاءة أكبر. بدأ المجتمع الغربي ، الذي كان زراعيًا منذ فترة طويلة ، بالتركيز على المدن حيث انتقل العمال الذين عملوا في الصناعات المنزلية أو في المزارع إلى هناك بحثًا عن وظائف.


جيمس وات وستيم باور (نشاط الفصل الدراسي) - التاريخ

تشير الأدلة الأثرية إلى أن الرومان في إنجلترا استخدموا الفحم في القرنين الثاني والثالث (100-200 م). استخدمه الأمريكيون الأصليون في القرن الثالث عشر الميلادي للطبخ والتدفئة وخبز الفخار.

من 280 إلى 345 مليون سنة - "العصر الكربوني" ، يبدأ تكوين الوقود الأحفوري.

1300s - يستخدم هنود الهوبي في ما يعرف الآن بجنوب غرب الولايات المتحدة الفحم للطبخ والتدفئة ولخبز الفخار الذي صنعوه من الطين.

1673 - إعادة اكتشاف الفحم في الولايات المتحدة من قبل المستكشفين.

1720 - أول منجم تجاري للفحم في أمريكا الشمالية يبدأ الإنتاج في Port Morien (Baie de Mordienne) في كندا.

1748 - حفر أول تعدين موثق للفحم في الولايات المتحدة 50 طنا.

يبدأ أول إنتاج تجاري للفحم في الولايات المتحدة من المناجم حول ريتشموند بولاية فيرجينيا. تم استخدام الفحم لتصنيع طلقات وقذائف ومواد حربية أخرى خلال الحرب الثورية.

1769 - المهندس الاسكتلندي جيمس وات يخترع المحرك البخاري. تستخدم الفحم لتوليد البخار لتشغيل المحرك.

1770s - وجد الإنجليز أن الفحم يمكن أن ينتج وقودًا يحترق أكثر نظافة وسخونة من فحم الخشب.

القرن التاسع عشر - انتشار الثورة الصناعية. استخدم الناس الفحم لتصنيع البضائع ولتشغيل القوارب البخارية ومحركات السكك الحديدية. تم استخدام الفحم لتزويد غلاياتهم بالوقود.

1882 - قام توماس إديسون ببناء أول محطة توليد كهربائية عملية تعمل بالفحم ، لتزويد الكهرباء لبعض سكان مدينة نيويورك.

1961 - الفحم يصبح الوقود الرئيسي الذي تستخدمه مرافق الكهرباء لتوليد الكهرباء ، ويصبح أكبر مصدر للكهرباء.

اليوم - يوفر الفحم 41٪ من كهرباء العالم ، حسب معهد الفحم العالمي.


# 111 بولتون & أمبير ؛ محرك بخاري دوار

صمم جيمس وات (1736-1819) وصنع محركات تضم العديد من الابتكارات الميكانيكية التي أصبحت ممارسة للمحركات البخارية: مكثف منفصل ، وحركة متوازية ومحكم طرد مركزي ، وحركة كرنك للشمس والكوكب ، وأسطوانة مزدوجة المفعول.

تم بناء هذا المحرك الدوار الأقدم من قبل بولتون ووات في عام 1785 لمصنع الجعة في لندن في Samuel Whitbread لقيادة مطحنة تكسير الشعير. يظهر لأول مرة في رسم مؤرخ في نوفمبر 1784 كمحرك وحيد المفعول يعرض الحركة المتوازية وترس الشمس والكوكب الذي يتيح دوران العمود. أدى التحويل إلى عمل مزدوج في عام 1795 إلى مضاعفة إنتاج الطاقة. كما تم تعديل شعاع الحديد وحاكم flyball في وقت لاحق. خدم المحرك مصنع الجعة لمدة 102 عامًا ، حتى عام 1887 ، عندما تم تزويد أرشيبالد ليفرسيدج ، أمين المتحف الذي يزور لندن ، بالمحرك وتم إرساله إلى سيدني في عام 1888 ، حيث تمت إعادته الآن إلى حالة العمل من قبل Power House متحف.

وبسرعة 20 دورة في الدقيقة وضغط فعال يبلغ 10 أرطال لكل بوصة مربعة ، فإن المكبس مقاس 25 بوصة الذي يبلغ طوله 6 أقدام قد ينتج حوالي 35 حصانًا في أوج نشاطه.

رسم تخطيطي يوضح محرك بخاري صممه بولتون وأمبير وات ، إنجلترا ، 1784.


تعليقات من الزوار / الأعضاء:

ملاحظات ، سبتمبر 2002: سيجد الزوار كتيبًا مصورًا من 8 صفحات حول محرك بولتون ووات في متجر المتحف. يتم عرض نسخة مع ملصقات المعروضات لتنبيه الزوار إلى حقيقة توفرها. هناك أيضا بطاقات بريدية في المحل. يمكن شراء صور بجودة النشر عند تقديم طلب مكتوب إلى المتحف ، ويسمح للزوار بالتقاط صورهم الخاصة طالما وافقوا على الاعتراف بالمتحف إذا قاموا بنشرها. يهدف المعرض على محرك Maudslay إلى عرض Maudslay باعتباره الأب & # 39 للهندسة البريطانية & # 39 عبر Whitworth و Nasmyth. ومع ذلك ، فقد حصل المتحف على مخرطة ويتوورث مؤخرًا ومن المقرر تضمينها في معرض مجدد.

الزائر ، يوليو 2000: مع العلم بمحرك Watt في PHM ، قمت بزيارة قبل بضعة أسابيع لمعرفة ما إذا كان بإمكاني التقاط بطاقة بريدية أو شفافية المحرك ومعرفة ما إذا كان هناك أي كتيبات متاحة.

أنا مندهش جدًا من عدم الإعلان عن محرك بولتون ووات في متحف باور هاوس. نظرًا للأهمية التاريخية لهذا المحرك ، فقد دهشت لأنه لا يوجد على ما يبدو أي مطبوعات ترويجية & # 39 صور / شفافية للمحرك متوفرة في & # 39Museum Shop. & # 39 في هذا الصدد ، يقارن متجر PHM بشكل سيء للغاية مع المتحف الاسترالي.

بصفتي طالبًا في الثورة الصناعية ، كان من دواعي سروري أن أرى محرك Maudsley معروضًا - في & # 39Power Hall & # 39 مرة أخرى - الحد الأدنى من البيانات ، ولا تتوفر صور / ورق شفاف في & # 39shop. & # 39 هل يدرك المتحف أن مودسيلي كان أحد & # 39 عمالقة & # 39 في الثورة الصناعية؟ يجب أن يكون محرك Museum & # 39s Maudslay معرضًا للجوائز.

في نفس القاعة رأيت أيضًا مجموعة محاصر من صنابير ويتوورث ويموت. بالنظر إلى أن توحيد Whitworth & # 39s للخيوط اللولبية لعب دورًا مهمًا للغاية في التصنيع التاسع عشر ، كان الفقراء الصغار & # 39 صندوقًا من الحيل & # 39 يبدون بائسين جدًا في خزانتهم. أعتقد حقًا أن متحف Powerhouse قد ذهب إلى الخارج على & # 39whizz bangery & # 39 على حساب عدم عرضه حقًا في سياق ما هو ، في كثير من الحالات & # 39world class & # 39 أهمية.

موقع لاندمارك

متحف باور هاوس كاسل هيل
سيدني، أستراليا

موقع المالك أو اللوحة ، إذا كان مختلفًا عما ورد أعلاه

متحف سيدني التكنولوجي

معلومات الزيارة

يفتح متحف Powerhouse حاليًا من الساعة 10:00 صباحًا حتى 5:00 مساءً كل يوم ما عدا يوم عيد الميلاد.


قاطرة المحرك البخاري:

حصل جورج ستيفنسون على براءة اختراع لقاطرته البخارية التي كانت تعمل على القضبان في عام 1814. تم استخدام قاطرة ستيفنسون & # 8217s لسحب الفحم من المناجم في كيلينجورث ، إنجلترا.

قاطرة Stephenson & # 8217s المستخدمة في مناجم Killingworth ، رسم توضيحي نُشر في Samuel Smiles & # 8217 Lives of the Engineers في عام 1862

محرك بخاري HTML5

كما يوحي اسمه ، يعمل المحرك البخاري على قوة بخار الماء (البخار) المسخن إلى ضغط مرتفع. هي تقنية تحول الطاقة الحرارية (الحرارة) إلى طاقة ميكانيكية (عمل).

يقوم المرجل بتسخين الماء وتحويله إلى بخار. ثم يتم استخدام الضغط المتولد لدفع مكبس داخل أسطوانة. يتم توصيل المكبس بقضيب توصيل لتحويل الحركة الانتقالية إلى حركة دورانية.

يوضح الرسم المتحرك أعلاه المحرك البخاري للمخترع الاسكتلندي جيمس وات. لديها العديد من التحسينات على أسلافها (Somerset ، Papin ، Savery ، Newcomen). اخترع في عام 1782 مبدأ الآلة ذات التأثير المزدوج (أو الفعل المزدوج) حيث يتم دفع الصمام المنزلق الذي يوزع الضغط على المكبس في كلا الاتجاهين.

منظم الطرد المركزي (الكرات الدوارة) هو ابتكار آخر قدمه جيمس وات (1788). يحافظ على معدل ثابت تقريبًا على الرغم من التقلبات في الضغط المتاح.

انقر و يجر شريط التمرير لزيادة أو خفض درجة الحرارة.


ثورة صناعية

1712 - اخترع توماس نيوكومن أول محرك بخاري عملي. سيصبح البخار مصدرًا مهمًا للطاقة للثورة الصناعية.

1760 - بدأت الثورة الصناعية الأولى حوالي عام 1760 في صناعة النسيج في بريطانيا العظمى. على مدار العقد المقبل ، سينتقل التصنيع من الإنتاج اليدوي في المنزل إلى إنتاج الآلات في المصانع.

1764 - يخترع جيمس هارجريفز جيني الغزل مما يسمح للعامل بإنتاج عدة بكرات من الخيوط في نفس الوقت.

1781 - حصل جيمس وات على براءة اختراع لمحرك بخاري محسّن مما يجعله مفيدًا كمصدر للطاقة في المصانع والتطبيقات الأخرى مثل القوارب البخارية والقطارات.

1779 - اخترع صموئيل كرومبتون بغل الغزل.

1793 - امتدت الثورة الصناعية إلى الولايات المتحدة عندما افتتح صمويل سلاتر أول مصنع نسيج في رود آيلاند.

1793 - Eli Whitney invents the cotton gin greatly increasing the productivity of processing cotton.

1807 - Robert Fulton starts the first successful steamboat operation with his boat the Clermont.

1811- The Luddites attack factories in Great Britain smashing machines in a protest against industry.

1824 - Trade unions are legalized in Great Britain.

1825 - The Erie Canal is completed opening a water route from the Great Lakes to New York City and the Atlantic Ocean.

1831 - The mechanical reaper is invented by Cyrus McCormick.

1837 - A blacksmith named John Deere invents the steel plow.

1844 - The telegraph is invented by Samuel Morse. This changes the way people can communicate from long distances.

1844 - Charles Goodyear receives a patent for vulcanized rubber.

1846 - The sewing machine is invented by Elias Howe.

1853 - Elisha Otis invents a safety break for elevators making them practical and safe for the first time. This allows for tall buildings and skyscrapers to be built.

1856 - The Bessemer Process for making steel is invented by Henry Bessemer. This allowed for the mass production of inexpensive steel.

1869 - The Transcontinental Railroad is completed.

1870 - Around this time the Second Industrial Revolution begins. This phase of the Industrial Revolution is characterized by rapid expansion of new technologies such as the telephone, railroads, and electrical power.

1876 - Alexander Graham Bell invents the telephone.

1877 - The Great Railroad Strike occurs when railroad companies reduce wages. Violence erupts and federal troops are brought in to restore the peace.

1879 - Thomas Edison invents the first practical incandescent light bulb. It will allow factories to remain open after dark.

1886 - The American Federation of Labor is formed.

1891 - The first modern electrical power station is completed to provide power to central London.

1903 - The Wright Brothers make the first successful airplane flight in Kitty Hawk, North Carolina.

1908 - Henry Ford begins production on the Model T Ford. He uses the assembly line to build the first affordable automobile.

1914 - Historians often place the end of the Second Industrial Revolution with the start of World War I in 1914.


How Steam Technology Works

While the Newcomen Engine and Savery's "Miner's Friend" certainly employed steam technology, today's steam engine is generally credited to the work of one man: James Watt.

Trained as an instrument maker in London, Watt eventually found employment near Glasgow University in Scotland. When one of the University's Newcomen Engines needed repairs, Watt found himself elbow-deep in the inner workings of steam technology. Watt soon recognized a basic design flaw: Time, steam and fuel were wasted by having both heating and cooling take place inside the piston cylinder.

Watt solved the problem by creating the separate condenser. He added a chamber separate from the cylinder (which he also insulated), where steam would be cooled to create the necessary vacuum. This separation allowed the piston cylinder to remain the same temperature as the entering steam with no energy wasted heating it and the water inside. Additionally, the separate condenser could be kept at a much lower temperature and required less cooling.

After partnering with Matthew Boulton, Watt was able to produce a faster, more fuel-efficient engine using the separate condenser. The pair's attempt to find new uses for their successful engine led to two more crucial inventions -- the double-acting engine و ال fly-ball governor.

The fly-ball governor created an automated method of opening and shutting steam valves to a piston. Sun and planet gear were fixed to a wheel-driven shaft. As steam power caused the rod to spin, the two balls spun outward from the shaft. When they reached their highest point, they caused the steam valve to shut. As their spinning slowed, they spun back toward the rod and caused the valve to open again. This transformed the motion in the steam engine from back and forth -- reciprocating motion -- into the circular motion required to operate a wheel.

The double-acting engine helped make the steam engine more efficient by harnessing the power of formerly idle steam to push down pistons.

In the next section, we'll look at the Cornish Engine: the next step in steam engine technology.


شاهد الفيديو: من هو العالم جيمس واط