DŽEIMSS VATS: BIOGRĀFIJA, IZGUDROJUMI UN IEGULDĪJUMS - VĒSTURE - 2025

Džeimss Vats (1736-1819) bija slavens skotu inženieris un izgudrotājs, kura tvaika dzinēja uzlabojumi bija tā paplašināšanas pamatelementi un līdz ar to ļāva veikt pirmo rūpniecisko revolūciju, kas nozīmēja lielas pārmaiņas tā laika sabiedrībā.

Runājot par šo izgudrotāju, parasti tiek stāstīts par vatu, kas aizrauj, redzot verdošu katlu; īpaši novērojot spēku, ko tvaiks pieliek vākam. Versijas atšķiras: dažos vats ir jauns, bet citos viņš ir vecāks. Novērotais objekts arī maina īpašnieku, viņu attiecinot uz māti, bet citreiz - uz tanti.

Džeimsa Vata glezna

Noteikti ir tas, ka šis vienkāršais stāsts simbolizē aizraušanos, kuras dēļ Džeimss Vats kļuva par vienu no ietekmīgākajiem sava laika vīriešiem.

Viņam par godu ir vairākas vietas, kas nosauktas pēc viņa vārda. Starp tiem ir Watt bibliotēka, kas atrodas Grīnokā; Džeimsa Vata universitāte, kas atrodas arī dzimtajā pilsētā; Heriot-Watt universitāte, kas atrodas Edinburgā; un dažas zinātnes koledžas visā Lielbritānijā.

Biogrāfija

Džeimss Vats dzimis 1736. gada 19. janvārī Skotijas pilsētā Grenokā, Skotijā. Veiksmīga tirgotāja un kuģu būvētāja dēls Vāts bija bērns, kura veselība bija ļoti trausla.

Kopš pamatskolas viņš mācījās tikai ģeometriju, latīņu un grieķu valodu, jo vecāki to mācīja mājās. Tieši tur māte mācīja viņu rakstīt un lasīt, kā arī apguva aritmētiku.

Vats lielāko daļu laika pavadīja tēva darbnīcā. Tur viņam bija instrumenti un kalums, ar kuru palīdzību viņš iemācījās uzlabot un stiprināt tēva kuģus. Tieši viņš mācīja Džeimsam izgatavot instrumentus un artefaktus no koka un metāla.

Young Watt drīz apguva galdniecības tirdzniecību ar spēli, kuru viņam deva tēvs: ar šo spēli viņš atsauktu, pārveidotu savas rotaļlietas un pārvērstu tās par jaunām lietām.

Džeimsa māte nomira, kad viņam bija tikai septiņpadsmit; neilgi pēc tam tēva bizness ātri atkrita. Šie notikumi motivēja Džeimsu meklēt labākas iespējas jaunās vietās.

In 1755 Watt apmetās Londonā, Anglijas galvaspilsētā, lai māceklis matemātisko instrumentu darbnīcā. Tajā laikā viņš iemācījās izgatavot instrumentus, kas saistīti ar navigāciju. Jaunais Vats nolēma atgriezties Skotijā gadu vēlāk, jo redzēja Londonā nepatīkamo un nepatīkamo vidi.

Atgriešanās Glāzgovā

Džeimss Vats vēlējās nostiprināties Skotijas galvaspilsētā Glāzgovā kā instrumentu ražotājs. Tomēr Glāzgovas kalēju ģilde liedza viņam tirgot savus instrumentus. Kalēji apgalvoja, ka pirms tirdzniecības ar saviem darbarīkiem viņam jābūt māceklim vismaz septiņus gadus.

Šis negadījums noveda Vatu uz Glāzgovas universitāti 1756. gadā. Viņa pirmais uzdevums bija salabot astronomisko instrumentu sūtījumu, kas piederēja Jamaikā dzīvojošam skotu tirgotājam Aleksandram Makfarlane. Daļa no šiem artefaktiem vēlāk tika uzstādīti minētās studiju mājas observatorijā.

Tieši Glāzgovas universitātē Vats satika lielu skaitu zinātnieku. Viņu vidū ir Džozefs Blekijs, mūsdienu ķīmijas un siltuma izpētes tēvs, ar kuru viņš nodibināja fundamentālas attiecības tvaika dzinēja attīstībai.

1759. gadā Vats tikās ar Džeimsu Kreigu, arhitektu un uzņēmēju. Abas izveidoja biznesa attiecības: sešus gadus Watt nelielā darbnīcā Trongate ražoja kvadrantus, mikroskopus un citus optiskos instrumentus.

1763. gadā viņš kļuva par Delftfield Pottery Co. akcionāru. Vats strādāja arī kā būvinženieris, veicot dažādas pārbaudes un Forth, Clyde un Caledonian kanālu celtniecību.

Vats 1764. gadā apprecējās ar savu māsīcu Margaretu Milleru, ar kuru viņam bija pieci bērni. No tiem tikai divi nodzīvoja līdz pilngadībai: Džeimss Jr un Margareta. Astoņus gadus vēlāk Vats tika atstāts atraitnis.

Boulton & Watt: revolūcijas sākums

Vats vairākus nākamos dzīves gadus pavadīja, uzlabojot tvaika dzinēja dizainu, pirms pārcēlās uz Birmingemu 1774. gadā.

Tur viņš sadarbojās ar Metjū Boultonu, rūpniecisko magnātu un Soho kausējuma īpašnieku. Būdams aizdomīgs cilvēks, Vats nebija prasmīgs biznesā. Tomēr draudzība ar Boultonu ļāva viņam padarīt savu mašīnu zināmu un bagātināt sevi.

Gadu vēlāk lietuve saņēma divus pasūtījumus būvēt Watt tvaika motoru. 1776. gadā mašīnas tika uzstādītas; tā veiksme izplatījās, un lietuve turpināja saņemt ražošanas pasūtījumus. 1777. gadā Vats apprecējās ar Ann MacGregor, tintes ražotāja meitu; no šīs otrās laulības piedzima Gregorijs, Džaneta un Annija.

Partnerība ar Boultonu lika Watt uzlabot savu tvaika dzinēju, lai padarītu to piecas reizes efektīvāku nekā Newcomen. Drīz viņa izgudrojums tika izmantots raktuvēs, rūpnīcās, dzirnavās, lietuvēs un tekstilizstrādājumos. Kopš šī brīža rūpnieciskā revolūcija sāk veidoties un izplatīties visā pasaulē.

Pēdējie gadi

Tvaika dzinēja uzlabojumi padarīja Džeimsu Vatu par turīgu cilvēku: viņš varēja aiziet pensijā 1800. gadā, iegādāties lauku mājas Skotijā, kopā ar sievu ceļot uz Franciju un Vāciju un piedalīties biedrībās, kas bija veltītas zinātnēm un mākslai.

Vata ieguldījumi viņa dzīves laikā tika plaši atzīti: viņš bija Londonas Karaliskās biedrības un arī Edinburgas loceklis. Glāzgovas universitāte 1806. gadā viņam piešķīra tiesību zinātņu doktora titulu, Francijas Zinātņu akadēmija viņu par partneri padarīja 1814. gadā, un viņam arī tika piedāvāts barona tituls, taču Vats atteicās.

Izgudrojums ieņēma centrālo vietu Džeimsa Vata dzīvē. Pēc aiziešanas pensijā viņš nelielā darbnīcā izdomāja jaunus instrumentus, līdz viņš nomira 1819. gada 19. augustā. Viņa ieguldījums ļāva Lielbritānijai kļūt par pasaulē pirmo industrializēto sabiedrību.

Izgudrojumi

Watt tipa tvaika dzinējs, kuru 1859. gadā uzbūvēja Dāvida Napiera un Sona uzņēmums (Londona). Tas bija viens no pirmajiem tvaika dzinējiem, kas tika uzstādīts Spānijā. Nicolás Pérez, izmantojot Wikimedia Commons

Kopš attiecībām ar Džeimsu Kreigu, Vattim radās interese par tvaika dzinēju projektēšanu, un tikai 1763. gadā viņam bija iespēja tos izpētīt: dabas filozofijas profesors Džons Andersons pasūtīja Vatam remontēt tvaika dzinēju, kuru projektējis Tomass Ņūkomens 1711. gadā.

Vats spēja salabot mašīnu, taču pēc ilgstošas ​​lietošanas tas vienmēr sabojājās. Vats veica vairākus testus, lai atklātu, ka Newcomen mašīnas būtiskais trūkums ir tā dizains, nevis komponenti.

Mašīnas kļūme

Newcomen mašīnā bija šāda kļūda: tvaiks tika kondensēts tajā pašā cilindrā, kurā tam arī vajadzēja izplesties, lai virzītu virzuli. Vats lēsa, ka enerģijas izšķiešana ir 80% vienā ciklā, jo bija nepieciešams ilgi gaidīt, kamēr tvaiks atkārtoti sasilda, lai virzītu virzuli.

Divus gadus vēlāk Glāzgova nāca klajā ar problēmas risinājumu, ejot pa Glāzgovas Zaļo parku: atsevišķs cilindrs, kas kalpos kā kondensators. Tas ietaupītu vairāk degvielas un uzlabotu tvaika dzinēja efektivitāti.

Vata risinājums ļāva virzulim uzturēt siltumu, bet tvaiks kondensējās citā cilindrā; Šis kondensators ļāva izvairīties no liela siltuma daudzuma, kas zaudēts, atkārtoti sildot un atdzesējot virzuli. Vats spēja izgatavot pirmo pilnībā funkcionējošo modeli 1765. gadā.

Šajā laika posmā viens no viņa lielākajiem finansētājiem bija Džozefs Blek. Viņš arī iepazīstināja viņu ar slavenās Karrona lietuves menedžeri Džonu Robubu. Roebuck un Watt strādāja kopā četrus gadus, līdz finansiālas problēmas piespieda Roebuck slēgt lietuvju 1773. gadā.

Neilgi pēc tam Vats tikās ar Metjū Boultonu, un viņu biznesa attiecības ļāva viņam pilnībā nodoties savam izgudrojumam. Boulton rūpnīcā viņš varēja izgatavot dažādas sava tvaika dzinēja versijas.

Jaunināšanas laiks

Vata mašīnas tika plaši izmantotas, un viņa slava izplatījās visā Lielbritānijā. Tomēr lielākie sasniegumi tvaika dzinējā tika veikti laikā no 1781. līdz 1788. gadam. Watt veiktās modifikācijas ļāva motoram efektīvāk izmantot tvaiku.

Starp veiktajiem uzlabojumiem ir divkāršas darbības virzuļa izmantošana, savienojuma starp ķēdi un cilindru aizstāšana ar trim stingriem stieņiem un citas mehāniskas ierīces izveidošana, kas modificēja cilindra savstarpējo kustību (augšup un lejup). līdz riņķveida pārvietojumam ar iespējām regulēt ātrumu.

Šī jaunā mašīna aizstāja dzīvnieka izmantošanu spēkam, tāpēc Vats nolēma, ka viņa mašīna jāmēra, cik zirgu tā aizstāja.

Skotu zinātnieks secināja, ka "viena zirgspēka" vērtība ir ekvivalenta enerģijai, kas nepieciešama 75 kg svara svara vertikālai pacelšanai ar ātrumu 1 m / s. Šis pasākums joprojām tiek izmantots šodien.

Ķīmiskie eksperimenti

Jau no mazotnes Vatu aizrauj ķīmija. 1786. gada beigās skotu izgudrotājs atradās Parīzē, kad bija aculiecinieks franču grāfa un ķīmiķa Bertholleta eksperimentam. Eksperiments parādīja hlora radīšanu sālsskābes reakcijā ar mangāna dioksīdu.

Berthollets atklāja, ka ūdens šķīdums, kas sastāv no hlora, var balināt tekstilizstrādājumus. Drīz viņš publicēja savu atklājumu, kas piesaistīja potenciālo konkurentu uzmanību.

Atgriezies Lielbritānijā, Vats sāka eksperimentēt ar Bertholleta atradumiem, cerot atrast procesu, kas izrādīsies finansiāli rentabls.

Vats atklāja, ka sāls, mangāna dioksīda un sērskābes maisījums spēj radīt hloru. Tad viņš nodeva hloru sārmainā šķīdumā un ieguva duļķainu šķidrumu, kas bija spējīgs balināt audumus.

Drīz viņš atradumus paziņoja sievai Annai un Džeimssam Makgregoram, viņa vīramātam, kurš bija krāsvielu ražotājs. Būdams ļoti privāts cilvēks ar savu darbu, Vats nevienam citam neatklāja savu atklājumu.

Kopā ar Makgregoru un viņa sievu Vats sāka pastiprināt procesu. Līdz 1788. gadam Vats un viņa vīramāte spēja balināt 1500 jardu auduma.

Bertholleta atklājums

Paralēli Berthollets atklāja to pašu procesu attiecībā uz sāli un sērskābi. Atšķirībā no Vata, grāfs Berthollets nolēma darīt to zināmu sabiedrībai, atklājot savu atklājumu.

Drīz daudzi zinātnieki sāka eksperimentēt ar procesu. Tā kā Džeimss Vats bija tik ātrs konkurss, viņš nolēma atteikties no centieniem ķīmijas jomā. Vairāk nekā desmit gadus vēlāk, 1799. gadā, Čārlzs Tennants patentēja jaunu balināšanas pulvera ražošanas procesu, kas bija komerciāli veiksmīgs.

Citi izgudrojumi

Watt turpināja nākt klajā ar jauniem priekšmetiem pēc aiziešanas no biznesa. Viens no tiem bija speciāla tipogrāfija burtu kopēšanai. Tas viņam ļāva vairākas reizes uzrakstīt vēstuli, kas biznesmenim bija ierasts.

Vata tipogrāfija strādāja, rakstot oriģinālo vēstuli ar noteiktu tinti; tad kopijas tika izgatavotas, uzliekot papīra lapu uz rakstītās vēstules un abas kopā saspiežot. Viņš arī būvēja mašīnas krūšu un skulptūru reproducēšanai.

Iemaksas

Vatas ieguldījums zinātnes jomā pārveidoja pasaules ainavu, sākoties pirmajai rūpniecības revolūcijai. Pateicoties tvaika mašīnai, notika lielas ekonomiskās un sociālās pārvērtības; rūpnīcu produktivitāte ievērojami palielinājās, pateicoties Watt konstruētajam tvaika dzinējam.

Pateicoties viņa ieguldījumam zinātnē, starptautiskā vienību sistēma, kas tika kristīta ar nosaukumu vats vai vats, jaudas vienībai, kas ir vienāda ar vienu darba džoulu sekundē.

Vatas mašīnas ietekme uz pasauli lika zinātniekiem apsvērt jaunu ģeoloģisko laikmetu: antropocēnu. Gads 1784. gads, kurā Vats iekļāva svarīgākos savas mašīnas uzlabojumus, kalpo kā sākumpunkts šai ērai, ko nosaka cilvēku pārmaiņas zemes virsmā, atmosfērā un okeānos.

Atsauces

1. Boldrin, M. un Levine, M. "James Watt: Monopolist" (2009. gada janvāris) Mises institūtā. Iegūts 2018. gada 13. septembrī no Mises institūta: mises.org
2. "James Watt" (2010) neatklātajā Skotijā. Saņemts 2018. gada 13. septembrī no neatklātas Skotijas: undiscoveredscotland.co.uk
3. "James Watt" (2009) BBC. Iegūts 2018. gada 13. septembrī no BBC vēstures: bbc.co.uk
4. Pettinger, Tejvan. "Džeimsa Vata biogrāfija" (2010) biogrāfijā tiešsaistē. Iegūts 2018. gada 13. septembrī no vietnes Biography Online: biographyonline.net
5. Kingsfords, P. "James Watt" (2018) Britannicā. Iegūts 2018. gada 13. septembrī no enciklopēdijas Britannica: britannica.com
6. Sproule, Anna. "Džeimss Vats: tvaika dzinēja meistars" (2001) BlackBirch Press. Iegūts 2018. gada 13. septembrī no pasaules biogrāfijas enciklopēdijas: notablebiographies.com
7. Stāsts “James Watt” (2013) Glāzgovas universitātes stāstā. Saņemts 2018. gada 13. septembrī no Glāzgovas universitātes: Universitystory.gla.ac.uk