Watt, James

James Watt
James Watt

Portretul lui James Watt
de Henry Howard , 1797 . 
Data nașterii 19 ianuarie (30), 1736( 1736-01-30 )
Locul nașterii Greenock , Renfrewshire , Scoția _  _ _
Data mortii 19 august 1819 (83 de ani)( 19.08.1819 )
Un loc al morții Handsworth , Birmingham , Anglia _  _ _
Țară
Sfera științifică inventator – mecanic
Loc de munca
Alma Mater
Cunoscut ca inventator de mașini cu abur
Premii și premii doctorat onorific de la Universitatea din Glasgow [d] ( 1806 ) Scottish Engineering Hall of Fame [d] ( 2021 )
Autograf
 Fișiere media la Wikimedia Commons

James Watt ( ing.  James Watt ; 19  ianuarie (30),  1736  - 19 august 1819 ) - inginer scoțian , inventator mecanic .

A introdus prima unitate de putere - cai putere . [2] Unitatea de putere  , watt , poartă numele lui .

S-a îmbunătățit motorul cu abur Newcomen . A creat un motor cu abur universal cu dublă acțiune . Invențiile lui Watt au lansat revoluția industrială în Anglia și apoi în întreaga lume.

Membru al Societății Regale din Edinburgh (1784), al Societății Regale din Londra (1785) [3] , membru străin al Academiei de Științe din Paris (1814; corespondent din 1808) [4] [5] .

Biografie

Cea mai mare parte a vieții mele am muncit din greu în folosul societății și, sper, nu în zadar.James Watt.

Străbunicul lui Watt era din Aberdeenshire și era fermier. În timpul Războiului Civil din 1644-1647, el a murit luptând pentru Covenanters . Pământul, proprietatea și casa i-au fost confiscate, iar fiul său Thomas, bunicul lui Watt, a fost luat de rudele care locuiau lângă Greenock , pe Firth of Clyde . Thomas Watt a obținut o poziție respectată în societate, a predat matematică și navigație , a servit ca judecător șef de district, președinte al consiliului bisericii. Fiul său James, tatăl viitorului inventator, a fost o persoană foarte versatilă: a construit nave, a păstrat un depozit de accesorii pentru nave, a desfășurat comerț maritim, a creat și reparat el însuși diverse instrumente și mecanisme. A construit prima macara pentru Greenock Quay. Mama inventatorului, Agnes Muirhead, provenea dintr-o familie bogată și a primit o educație foarte bună. Ambii părinți erau prezbiteriani .

Copilărie

James Watt Jr. s-a născut pe 19 ianuarie 1736 în Greenock. Era precar de sanatate de la nastere. La început a fost educat acasă : mama sa l-a învățat să citească, iar tatăl său l-a învățat scris și aritmetică. Deși a început la Greenock High School, sănătatea lui precară și afecțiunile constante au pus capăt acestui lucru. Părinții nu au insistat pe învățământul obligatoriu la școală, crezând că fiul însuși poate învăța orice vrea. Watt nu a avut ocazia să petreacă timpul în jocuri cu colegii, singura lui activitate în afara casei era pescuitul . În cea mai mare parte a anului, a fost închis între pereții camerei sale, unde a studiat pe cont propriu. Un prieten al tatălui său, văzând într-o zi că băiatul desenează niște linii și unghiuri pe vatră cu creta, a întrebat: „De ce îi lași copilul să piardă timpul; de ce să nu-l trimiți la școală?" James Watt Sr. a răspuns: „Nu-l judeca prea repede; mai întâi dă-ți seama ce pune de gând”. S-a dovedit că el căuta o soluție la problema lui Euclid .

În adolescență, a fost pasionat de astronomie , experimente chimice , a învățat să facă totul cu propriile mâini, pentru care a primit de la cei din jurul său titlul de „ joc de toate meserii ”. Tatăl său i-a dat un set de unelte de tâmplărie, iar James a făcut modele de mecanisme și dispozitive create de tatăl său.

După ce a împlinit vârsta de absolvire a școlii elementare, Watt a intrat în gimnaziu. Acolo studiază, printre altele, latina, continuă să-și îmbunătățească cunoștințele la matematică, unde dă mare succes. Citește mult și o trăsătură izbitoare a caracterului său a fost că a încercat să verifice aproape tot ce a citit în practică.

Educație

Când Watt avea optsprezece ani, mama lui a murit. Afacerile tatălui său, precum și sănătatea lui, s-au deteriorat, iar Watt a fost forțat să încerce să aibă grijă de el însuși. S-a hotărât ca James să se apuce de un meșteșug legat de instrumentele de măsură . Deoarece era problematic să învețe o astfel de ocupație în Scoția, Watt a plecat la Londra pentru un an. Cu mare dificultate, reuseste sa se angajeze la un anume Morgan, oportunitatile financiare i-au permis sa plateasca doar un an de studiu. Astfel, a ajuns la Londra într-o poziție ilegală, întrucât nu a fost înscris oficial ca ucenic (ucenicia reală necesita șapte ani de studii). Watt, necruțându-se, se cufundă în muncă, dându-i toată puterea. Începând cu rigle și busole simple , el trece rapid la instrumente din ce în ce mai complexe. În curând va putea să facă un cadran , o busolă proporţională , un teodolit . Trăiește de la mână la gură și nu iese aproape niciodată din casă: nu era timp pentru asta, căci muncea toată ziua pentru proprietar, iar seara și dimineața trebuia să facă muncă la comandă pentru a avea bani pentru el. De asemenea, deoarece nu avea statutul oficial de „ucenic”, el putea fi recrutat cu forța în marina sau în marina Companiei Indiilor de Est .

La sfârșitul anului de studii, cu sănătatea precară, se întoarce în Scoția, la Glasgow, cu intenția de a-și deschide propria afacere. Se mută cu unchiul său, Muirhead, și începe să construiască și să repare octanți , rigle paralele , barometre , piese pentru telescoape și alte instrumente .  Cu toate acestea, Sindicatul Meșteșugarilor din Glasgow îi interzice lui Watt să-și facă munca, deoarece el, de fapt, nu a primit pregătirea corespunzătoare conform regulilor magazinului, și asta în ciuda faptului că a fost singurul maestru de o astfel de calificare din Scoția. Dintr-o situație fără speranță, Watt este salvat întâmplător. Un lot de instrumente astronomice ajunge la Universitatea din Glasgow . La baza viitorului Observator Macfarlane , aceste instrumente au necesitat curățare, instalare, reglare. Prin unchiul său, profesor de limbi orientale și latină, Watt îl cunoștea pe dr. Dick, profesor de științe naturale. Folosind patronajul său, Watt primește sarcina de a pune în ordine uneltele. Pentru a face acest lucru, el creează un mic atelier la universitate. Este numit maestru de instrumente științifice la universitate, iar din acel moment are în sfârșit posibilitatea de a lucra fără a ține cont de legile medievale care predominau în sectorul meșteșugăresc. La universitate, Watt l-a cunoscut pe chimistul Joseph Black . Această întâlnire a contribuit la dezvoltarea unui număr de noi instrumente chimice necesare în continuarea cercetării lui Black.  

Când l-am văzut pentru prima dată pe James Watt, m-am întors către el, așteptându-mă să-l cunosc doar un tehnician și, spre surprinderea mea, am găsit un om de știință, deși la fel de tânăr ca mine... aveam pretenția să mă consider. un specialist în mecanică, dar în curând am fost complet dezamăgit de acest lucru, asigurându-mă că Watt era cu mult înaintea mea... În mâinile lui totul a devenit începutul muncii științifice, totul s-a transformat în știință... Cu superioritatea sa mentală general recunoscută peste colegii săi, a existat o simplitate și o deschidere naivă uimitoare în personajul lui Watt.Memorii ale profesorului Robison , care a fost student în timpul mandatului lui Watt la universitate.

În 1759, Watt a intrat într-un parteneriat cu arhitectul și omul de afaceri John Craig. Împreună organizează producția de diverse instrumente, inclusiv jucării muzicale și diverse. Cazul a luat rapid amploare, iar Watt a scăpat de dorință pentru prima dată. Cererea mare a oferit un venit bun, astfel încât a devenit posibil chiar să se angajeze asistenți. Parteneriatul a durat șase ani până la moartea lui Craig.

În 1763, Watt s-a căsătorit cu verișoara sa Margaret (Peggy) Miller. A trăit cu ea până la moartea ei la naștere în 1772. Au avut cinci copii, dintre care doar doi au supraviețuit până la maturitate: James Jr. (1769-1848) și Margaret (1767-1796). S -a căsătorit a doua oară în 1777 cu Ann MacGregor, cu care a avut doi copii: Gregory (1777–1804), care a devenit geolog și mineralog, și Janet (1779–1794). Anne a supraviețuit soțului ei, a murit în 1832.

Invenție

În 1759, prietenul lui Watt, John Robison , l-a interesat de problema utilizării aburului ca sursă de energie motrice. Motorul cu abur Newcomen exista de cincizeci de ani, mai ales pentru pomparea apei din mine, dar în tot acest timp nu fusese niciodată îmbunătățit și puțini oameni au înțeles cum funcționează. Watt își începe cercetarea cu privire la utilizarea aburului de la zero, deoarece nu a mai întâlnit niciodată această problemă. Cu toate acestea, încercările de a crea un model funcțional al dispozitivului nu se termină cu nimic. El reușește să construiască doar ceva ca un model de motor cu abur al lui Severi , folosind un cazan Papen . Cu toate acestea, modelul avea defecte atât de mari încât Watt a abandonat dezvoltarea.

În iarna anului 1763, John Anderson, profesor de fizică la Universitatea din Glasgow, l-a abordat cu o solicitare de a repara modelul actual al motorului cu abur Newcomen. Dispunerea era echipată cu un cilindru de 2 inchi și avea o cursă a pistonului de 6 inci. Watt a efectuat o serie de experimente, în special, a înlocuit cilindrul metalic cu unul din lemn, lubrifiat cu ulei de in și uscat într-un cuptor, a redus cantitatea de apă crescută într-un ciclu și modelul a început în sfârșit să funcționeze. În același timp, Watt a fost convins de ineficiența mașinii și a adus numeroase îmbunătățiri designului. Watt a arătat că aproape trei sferturi din energia aburului fierbinte este cheltuită ineficient: la fiecare ciclu, aburul trebuie să încălzească cilindrul, deoarece apa rece a intrat anterior în cilindru pentru a condensa o parte din abur pentru a reduce presiunea. Astfel, energia aburului a fost cheltuită pentru încălzirea constantă a cilindrului, în loc să fie transformată în energie mecanică.

Watt efectuează o serie de experimente pe apa clocotită, studiază elasticitatea vaporilor de apă la diferite temperaturi. Cercetările teoretice și experimentale l-au determinat să înțeleagă importanța căldurii latente . Din punct de vedere empiric, el stabilește că apa transformată în abur se poate încălzi până la fierbere de șase ori mai mult decât cantitatea de apă. Watt conchide: „... Pentru a face un motor cu abur perfect, este necesar ca cilindrul să fie mereu la fel de fierbinte ca aburul care intră în el; dar, pe de altă parte, condensarea aburului pentru a forma un gol trebuie să aibă loc la o temperatură care să nu depășească 30 de grade Réaumur (37,5 ° C).” Rămâne ca Watt să facă un pas înainte de a separa „condensarea vaporilor” din cilindru și de a o efectua într-un vas separat. Cu toate acestea, acest pas îi ia foarte mult timp. În 1765, în cele din urmă îi vine în minte o presupunere și încep încercările de a o aduce la viață.

Prima îmbunătățire semnificativă, pe care Watt a brevetat-o ​​în 1769 , a fost o cameră de condensare izolată. În același an, reușește să construiască un model de lucru care funcționează pe acest principiu. Cu toate acestea, nu a fost posibil să se creeze o mașină full-size. Watt avea nevoie de investiții de capital. Un fel de ajutor a venit de la Joseph Black , iar sprijinul principal a venit de la John Roebuck , fondatorul legendarei Companii Carron ( Engleză  Carron Iron Works ) . În timp ce lucra la îmbunătățirea mașinii, Watt a locuit la moșia lui Roebuck , la Kinneil House , în Bo'ness . Principala dificultate a fost de a face pistonul și cilindrul să funcționeze. Industria metalurgică din acea vreme nu era capabilă să ofere precizia de fabricație necesară.    

Roebuck dă faliment, iar noul sponsor al lui Watt este Matthew Bolton , proprietarul unei turnătorii ( Eng.  Soho Foundry ) din Birmingham , unde lucrau turnatori cu înaltă calificare. Problema fabricării unui cilindru cu diametru mare și a pistonului corespunzător cu precizia necesară a fost rezolvată de John Wilkinson , care a dezvoltat tehnologia adecvată la o fabrică de ghiule ( Bersham Ironworks ) din Wrexham , Țara Galilor de Nord ( North Wales engleză  ) . 

Încercările lui Watt de a-și comercializa invențiile nu au avut succes până când a intrat într-o relație de afaceri cu antreprenorul Matthew Bolton. Compania comună „Boulton and Watt” ( în engleză  Boulton and Watt ) a funcționat cu succes timp de douăzeci și cinci de ani, drept urmare Watt a devenit un om foarte bogat.

Watt a izolat cilindrul de abur, iar în 1782 a inventat mașina cu dublă acțiune . Mașina lui Newcomen era în primul rând o mașină de ridicare a apei și era folosită în principal în minerit. Între timp, și alte industrii cu creștere rapidă aveau nevoie de un motor mecanic, iar Watt și-a propus să facă din motorul cu abur un motor universal.

În acest scop, în primul rând, a fost necesară transformarea mișcării de balansare a balansierului într-o rotație continuă a arborelui. Iată ce scrie despre aceasta în jurnalul său din 5 septembrie 1779 :

Aș putea elimina mișcarea de rotație a mașinii de pompieri prin intermediul manivelelor și se puteau mișca înainte și înapoi după bunul plac; fără roți, lanțuri, atașamente, ar oferi cea mai bună utilizare a aburului, proporțional cu forța necesară...

Watt a construit chiar și un model care funcționează cu ajutorul unui nou mecanism - o manivelă .

Dar nu s-a grăbit să-și consolideze invenția, iar în anul următor, în 1780, inginerul Picard a obținut un brevet pentru utilizarea unei manivele pentru un „motor de pompieri”. Watt a trebuit să vină cu noi modalități de a rezolva aceeași problemă pentru a ocoli brevetul lui Picard. În 1781, Watt l-a însărcinat pe Bolton să obțină un brevet pentru până la cinci „metode noi”.

Toate au fost testate de Bolton. Primele patru s-au dovedit a fi de puțin folos. Doar al cincilea a primit semnificație practică. I-a venit în minte lui Watt după ce primii patru au fost trimiși la Bolton pentru a obține un brevet. Această „a cincea metodă” se numește mișcare planetară . [6]

Împreună cu îmbunătățiri mai mici, această invenție a făcut posibilă creșterea productivității mașinii cu abur de patru sau mai multe ori [7] . În plus, mașina în sine a devenit ușor de gestionat.

Litigii privind brevetele

După ce toate avantajele noii mașini au devenit clare, au apărut multe falsuri, adesea de foarte proastă calitate. Venitul din vânzări putea fi destul de mare și, prin urmare, oricine avea măcar o idee, chiar și una foarte mică, despre mașina lui Watt, a încercat să o facă el însuși în încercarea de a câștiga bani. Watt și Bolton au fost forțați să înceapă o luptă împotriva falsurilor, deoarece acest lucru a stricat reputația companiei lor și, în plus, unele dintre mașinile false erau pur și simplu periculoase de utilizat. Litigiile au durat mult, costurile au fost de mii, dar Watt și Bolton au reușit să câștige toate procesele și să-și apere drepturile.

Bătrânețe

Watt era multi-talentat, limbi ușor de învățat, citea mult. Walter Scott , în prefața unuia dintre romanele sale, exprimă surprinderea față de diversitatea cunoștințelor lui Watt, pe care l-a cunoscut în ultimii ani ai vieții sale.

În anii săi de declin, Watt a lucrat mult la mașina pe care a inventat-o ​​pentru a copia lucrările sculpturale. Inventatorul însuși a numit-o eidograf. Acest dispozitiv mecanic a făcut posibilă copierea cu mare precizie a basoreliefurilor, medalioanelor, statuilor, busturilor, vaselor și a altor lucruri de cea mai complexă formă. Watt a început să lucreze la această mașină la sfârșitul secolului al XVIII-lea, dar a reușit să o îmbunătățească abia spre sfârșitul vieții.

A murit la vârsta de 83 de ani și a fost înmormântat în biserica parohială ( ing.  Biserica Sf. Maria ) din Handsworth ( ing.  Handsworth ). Curând , în Westminster Abbey a fost ridicat un monument maiestuos lui Watt , realizat de talentatul sculptor Francis Legat Chantrey . Ulterior, monumentul a fost mutat la Catedrala Sf. Paul .

Numele lui Watt este purtat de Greenock College și de Biblioteca Memorială, pe care el a ajutat la înființare.

Recunoașterea meritului

În 1784 Watt a fost ales membru al Societății Regale din Edinburgh , în 1787 membru al Societății Filosofice ( ing.  Societatea Batavian ) din Rotterdam . În 1806 a primit un doctorat onorific în drept de la Universitatea din Glasgow . În 1814, Academia Franceză de Științe l-a ales membru străin.

Cu câțiva ani înainte de moartea sa, guvernul englez a decis să-l distingă pe Watt pentru serviciile aduse patriei sale cu un titlu de baron, dar el a respins această propunere. A fost membru al Societății Lunare - o societate științifică  neoficială a figurilor proeminente ale iluminismului britanic , care includea industriași , filosofi ai naturii și intelectuali, ale căror întâlniri au avut loc între 1765 și 1813 la Birmingham .

În 1935, Uniunea Astronomică Internațională a numit un crater de pe partea vizibilă a Lunii după Watt .

Pe 29 mai 2009, Banca Angliei a anunțat că va fi emisă o bancnotă de 50 de lire sterline cu Watt și Bolton. În acest moment, bancnota a fost emisă și se află în circulație.

Watt

Ca unitate de putere, Watt a propus la un moment dat o astfel de unitate ca „ cai putere ”. În 1882, Asociația Britanică a Inginerilor a decis să-i atribuie numele de familie unității de putere. Aceasta a fost pentru prima dată în istoria tehnologiei când o unitate de măsură își are propriul nume .

Vezi și

Note

  1. ↑ https://www.gla.ac.uk/schools/engineering/inthenews/introducingthejameswattschoolofengineering/
  2. ↑ WATT, James . Preluat la 23 mai 2009. Arhivat din original la 27 noiembrie 2014.
  3. ↑ Watt; James (1736 - 1819) // Site -ul Societății Regale din Londra  (engleză)
  4. ↑ Les membres du passé dont le nom commence par W Arhivat 6 august 2020 la Wayback Machine  (FR)
  5. ↑ James Watt - Biografie . Preluat la 23 mai 2009. Arhivat din original la 27 noiembrie 2014.
  6. ↑ Borichevsky I. James Watt // Tehnica tineretului: revistă. - 1933. - Decembrie ( Nr. 6 ). - S. 61-63 .
  7. ↑ James Watt - creatorul motorului termic universal (link inaccesibil) . Consultat la 23 mai 2009. Arhivat din original la 27 septembrie 2015. 

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Foto, video și audio
Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
Genealogie și necropole