[제임스 와트]
제임스 와트는
1698 토마스 세비야, 17 12 년 토마스 뉴코멘과 1769 년 제임스 와트가 초기 공업증기기관을 만들었다 2008+0807 년 로버트 풀턴은 처음으로 증기기관을 이용해 기선을 구동하는 데 성공했다. 와트는 증기기관의 발명자는 아니지만, 그의 것이다. 증기기관, 즉 뉴코멘 증기기관은 출현한 지 오래되었지만 석탄이 많이 소모되어 효율이 낮다. 와트는 과학 이론을 운용하여 점차 이 증기기관의 결함을 발견하였다. 1765 년부터 1790 년까지 그는 분리식 냉응기, 실린더 외부 보온층, 기름으로 피스톤 윤활, 행성 기어, 평행 운동 링크기구, 원심 조절기 등과 같은 일련의 발명품을 만들었습니다.
16 연말부터 17 말까지 영국 광업업, 특히 탄광은 이미 상당한 규모로 발전하여 인력과 축력만으로는 지하수를 빨아들이는 요구를 충족시킬 수 없었고, 현장에는 값싼 석탄이 연료로 풍부하게 공급되었다. 현실의 필요성은 영국의 파판, 사비리, 뉴코멘 등 많은 사람들이' 불로 물을 끌어올리는' 탐구와 실험에 뛰어들도록 촉구했다.
최초의 진공 증기 엔진은 광산에서 물을 펌핑하는 데 사용되었습니다. 뉴코문의 증기기관은 증기를 실린더로 끌어들인 다음 밸브를 닫고 찬물을 실린더에 주입한다. 증기가 응결되면 진공이 생긴다. 피스톤의 다른 쪽에 있는 기압이 피스톤을 밀어낸다. 광산에 갱도에 깊은 갱도를 연결하여 펌프를 구동하였다. 증기 기관 피스톤의 운동은 이 막대기를 통해 펌프의 피스톤으로 전달되어 우물에서 물을 뽑아낸다.
첫 번째 큰 개선은 밸브를 통해 실린더와 응축 실린더를 분리하는 것이다. 와트는 버밍엄에서 이 개선을 발명했다. 이 개선은 증기 기관의 효율을 높였다. 다음 개선 사항은 밸브를 자동으로 조작하는 것입니다.
이러한 초기 진공 증기 엔진은 효율이 제한되어 있지만 압력이 상대적으로 낮기 때문에 재료가 손상된 경우 기계가 안쪽으로 수축하기 때문에 더 안전합니다. 그들의 효율성은 바깥쪽으로 폭발하는 것이 아니라 외부 기압, 실린더 변형, 연소 비등 효율, 응축 능력에 의해 제한된다. 이론적인 최대 효율은 물이 보통 기압에서 상대적으로 낮은 끓는 온도로 제한된다. 고온 고압 증기의 사용은 증기 기관의 효율을 크게 높였다. 그러나 이런 증기기관은 진공 증기기관보다 훨씬 위험하다. 보일러와 기계의 폭발로 많은 중대한 사고가 발생했다. 안전 밸브는 여기에 큰 개선을 가져왔다. 압력이 너무 높을 때 안전 밸브는 공기를 방출하고 감압한다. 그러나 진정으로 안전을 보장하는 유일한 방법은 그것에 의지하는 것이다.
사프리는 세계 최초의 실용적인 증기 펌프를 제조하고 1698 에서' 광부의 친구' 라는 영국 특허를 획득했다. 그는 먼저 계란형 용기에 증기를 가득 채운 다음 증기 흡입 밸브를 닫고 용기 외부에 찬물을 뿌려 용기 안의 증기가 응결되어 진공을 형성하게 했다. 입구 밸브가 열렸을 때, 광산 바닥의 물은 대기압에 의해 유입관을 통해 용기에 흡입되었다. 입구 밸브를 닫고 입구 밸브를 다시 열고 증기 압력을 이용하여 배수 밸브를 통해 용기 안의 수압을 배출한다. 용기 안의 물이 마르고 증기가 가득 차면 증기 수입 밸브와 배수 밸브를 닫고 다시 물을 뿌려 증기를 응결시킨다. 이렇게 순환하여 두 개의 계란형 용기가 번갈아 작동하여 끊임없이 배수한다.
Savery 의 펌프는 진공 흡입력으로 물을 펌핑하는데, 양수의 깊이는 6 미터를 초과할 수 없다. 수십 미터 깊이의 광산에서 물을 뽑기 위해서는 펌프를 광산 깊숙한 곳에 설치하고, 높은 증기 압력을 이용하여 물을 바닥으로 뽑아야 하는데, 이는 당시에는 의심할 여지없이 어렵고 위험했다.
뉴코멘과 그의 조수 칼리는 1705 년에 뉴코멘 대기 증기기관이라는 대기 증기기관을 발명했다. 이런 증기기관은 영국에서 먼저 보급된 후 유럽 대륙에서 19 세기 초까지 여전히 개조된 제품을 제조하고 있다. 뉴코문의 대기 증기기관은 열효율이 매우 낮았는데, 주로 증기가 실린더에 들어간 후 방금 물에 냉각된 실린더 벽에 응결되어 대량의 열을 잃었기 때문이다.
[증기 기관 기관차]
증기 기관 기관차
1764 년 영국 기기 수리공 제임스 와트는 글래스고 대학을 위해 뉴코멘 증기기관 모형을 수리할 때 이 단점을 알아차렸고 1765 년 냉응기가 항아리벽과 분리된 증기기관을 발명해 1769 년에 확보했다 최초의 와트 증기기관은 여전히 균형봉과 레버 기구를 사용하여 펌프를 구동한다. 냉응기에서 응결액과 공기를 추출하기 위해 와트.
와트의 창조적 작업은 증기 기관을 빠르게 발전시켰다. 그는 물을 올릴 수 있는 기계를 널리 사용할 수 있는 증기기관으로 바꾸었고, 증기기관의 열효율은 두 배로 높아져 석탄 소모를 크게 줄였다. 그래서 와트는 증기 기관의 개혁가이다.
KLOC-0/8 세기 후반부터 증기기관은 광업뿐만 아니라 제련, 방직, 기계 제조 등의 산업에도 광범위하게 적용되었다. 영국의 직물 생산량을 20 여 년 동안 5 배 (1766 에서 1789 로 증가) 증가시켜 시장에 대량의 소비재를 제공하고 자금 축적을 가속화하며 운송업에 대한 절실한 요구를 제기했다.
선박에서 증기기관을 추진동력으로 사용하는 실험은 1776 년에 시작되었고, 지속적인 개선을 통해 미국 풀턴은 최초의 실용적인 추진증기기관선' 클레몬트' 호를 만들었다. 그 이후로 증기기관이 배에서 추진동력으로 사용된 지 이미 100 여 년이 되었다.
1800 년 영국의 트리비시크는 더 큰 차체에 설치할 수 있는 고압 증기기관을 설계했다. 1803 년, 그는 그것을 이용해 순환궤도에서 운행하는 기관차를 밀고 신기한 사람을 찾아 타고 충전했다. 이것은 기관차의 원형이다. 영국의 스티븐슨은 기관차를 끊임없이 개선하여 1829 년에' 로켓' 을 만들었다.
19 년 말, 전력 응용이 발달하면서 증기기관은 한때 발전소의 주요 동력기계였다. 1900 기간 동안 미국 뉴욕에는 증기기관 발전소가 하나 있었는데, 단일 전력은 5 메가와트였다.
증기 기관의 발전은 20 세기 초에 정점에 달했다. 일정 토크, 변속, 가역, 운행 신뢰성, 제조 및 수리가 편리하다는 장점이 있어 발전소, 공장, 기관차, 선박, 특히 군함에 널리 사용되고 있다.
특히 많은 교과서 (역사서, 물리서) 는 와트가 증기기관의 발명자라고 말한다. 이것은 오전이다. 증기기관은 자빌리와 뉴빈이 각각 1698 과 1705 년에 독자적으로 발명되어 광산 양수에 사용되었다. 당시의 효율성은 매우 낮았다. 증기기관이 크게 개선되어 냉응기가 실린더에서 분리되어 크랭크축, 기어 전동, 원심조절기를 발명하여 증기기관을 현대화하여 증기기관의 효율을 크게 높였다. 와트의 발명은 아직도 현대 증기기관에 사용되고 있으며, 동력의 단위명은 그의 성을 따서 와트의 공헌을 기념한다.