Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Уатт, Джеймс


James Watt by Henry Howard.jpg

План:


Введення

Джеймс Уатт ( англ. James Watt ; 19 січня 1736 - 19 серпня 1819) - шотландський інженер, винахідник-механік. Член Единбурзького королівського товариства (1784), Лондонського королівського товариства (1785), Паризької академії наук (1814) [1]. Його ім'ям названа одиниця потужності - Ват. Удосконалив парову машину Ньюкомена ( англ. Newcomen steam engine ). Винайшов універсальну парову машину подвійної дії. Роботи Уатта поклали початок промислової революції спочатку в Англії, а потім і у всьому світі.


1. Біографія

Більшу частину свого життя я тяжко працював на користь суспільства і, сподіваюся, не даремно.
Джеймс Уатт.

Прадід Уатта був родом з Абердіншир, займався сільським господарством. Під час громадянської війни 1644-1647 років він загинув, б'ючись на стороні ковенантеров. Його земля, майно і будинок були конфісковані, і його сина Томаса, діда Уатта, поселили родичі, що жили поблизу Грінока, на березі затоки Ферт-оф-Клайд. Томас Уатт досяг шановного положення в суспільстві, займався викладанням математики і мореплавства, обіймав посади головного окружного судді, голови церковної ради. Його син, Джеймс, батько майбутнього винахідника, був вельми різнобічною людиною: будував кораблі, тримав склад корабельних приладдя, вів морську торгівлю, сам створював і лагодив різні прилади і механізми. Для Грінокской пристані їм був побудований перший кран. Мати винахідника, Агнес Мюрхед, походила з багатого роду, отримала дуже хорошу освіту. Обоє батьків були пресвітеріанці.


1.1. Дитинство

Джеймс Уатт-молодший народився 19 січня 1736 в Грінок. Мав від народження слабке здоров'я. Спочатку отримав домашню освіту ( англ. Homeschooling ): Мати навчила його читати, а письму та арифметиці його навчив батько. Хоча він почав було вчитися в середній школі Грінока, слабке його здоров'я, і ​​постійні нездужання поклали цьому край. Батьки не наполягали на обов'язковому навчанні в школі, вважаючи, що син сам може навчитися всього, що побажає. Уатт не мав можливості проводити час в іграх з однолітками, єдиним його заняттям поза домом була риболовля. Більшу частину року він був обмежений стінами своєї кімнати, де вчився самостійно. Друг його батька побачивши одного разу, що хлопчик малює на вогнищі крейдою якісь лінії і кути, запитав: "Навіщо Ви дозволяєте дитині витрачати даремно час; чому б не послати його в школу?" Джеймс Уатт-старший відповів: "Не судіть його надто швидко; перш розберіться, чим він зайнятий". Виявилося, що він шукав рішення задачі Евкліда.

Будучи підлітком, він захоплювався астрономією, хімічними дослідами, навчився все робити своїми руками, за що отримав від оточуючих звання " майстри на всі руки ". Батько подарував йому набір столярних інструментів, і Джеймс виготовляв моделі механізмів і пристроїв, створюваних батьком.

За досягнення віку закінчення початкової школи, Уатт вступив до гімназії. Там він вивчає серед іншого латинь, продовжує удосконалювати знання в математиці, де показує великі успіхи. Він багато читає, і яскравою особливістю його характеру було те, що майже всі з прочитаного він намагався перевірити на практиці.


1.2. Освіта

Коли Уатту виповнилося вісімнадцять років, у нього помирає мати. Справи батька, як і його здоров'я, похитнулися, і Уатт був змушений спробувати піклуватися про себе сам. Було вирішено, що Джеймс займеться ремеслом, пов'язаним з вимірювальними приладами. Оскільки в Шотландії навчитися такого заняття було проблематично, Уатт на рік вирушає до Лондона. З великими труднощами йому вдається влаштуватися до нікому Моргану, фінансові можливості дозволяли йому оплатити лише рік навчання. Таким чином, він опинився в Лондоні на нелегальному становищі, так як офіційно в учні його не зарахували (справжнє учнівство вимагало семи років навчання). Уатт не шкодуючи себе занурюється в роботу, віддаючи їй всі сили. Почавши з виготовлення звичайних лінійок і циркулей, він швидко переходить всі до більш складних інструментів. Скоро він силах виготовити квадрант ( англ. Quadrant ), Сектор ( англ. Sector ), теодоліт. Він живе впроголодь і майже не виходить з дому: для цього не було часу, так як він весь день працював на господаря, а по вечорах і ранках йому доводилося робити роботу на замовлення, щоб якось мати кошти і на себе. Крім того, оскільки він не мав офіційного статусу "учня", він міг бути насильно завербований у військовий флот або під флот Ост-Індської компанії.

Після закінчення навчання, з ослабленим здоров'ям, він повертається до Шотландії, в Глазго, з наміром заснувати власну справу. Він поселяється у свого дядька, Мюрхед, і починає займатися створенням і лагодженням октантів ( англ. Octant (instrument) ), Паралельних лінійок ( англ. Parallel rulers ), барометрів, частин для телескопів і інших інструментів. Однак союз ремісників Глазго забороняє Уатту займатися його роботою, так як він по суті не отримав відповідного навчання ( англ. Apprenticeship ) Згідно цеховим порядкам, і це незважаючи на те, що він був єдиним майстром такої кваліфікації в Шотландії. Із безвихідного становища Уатта рятує випадок. В університет Глазго надходить партія астрономічних інструментів. Основа майбутньої обсерваторії Макфарлейн ( англ. Macfarlane Observatory ), Ці інструменти вимагали чистки, установки, настройки. Через свого дядька, професора східних мов і латини, Уатт був знайомий з доктором Діккі, професором природничих наук. Користуючись його заступництвом, Уатт одержує роботу по приведенню інструментів в порядок. Для цього він створює при університеті маленьку майстерню. Його призначають майстром наукових інструментів при університеті, і з цього моменту він, нарешті, отримує можливість трудитися не оглядаючись на середньовічні закони, що панували в ремісничої сфері. В університеті Уатт познайомився з хіміком Джозефом Блеком. Ця зустріч сприяла розробці ряду нових хімічних приладів, необхідних у подальших дослідженнях Блека.

Коли я побачив в перший раз Джеймса Уатта, я звернувся до нього, очікуючи зустріти не більше як техніка, і, на подив своєму, знайшов вченого, хоча такого ж молодого, як і я сам ... Я мав претензію вважати себе фахівцем в механіці, але скоро цілком розчарувався в цьому, переконавшись, що Уатт далеко випередив мене ... У його руках все ставало початком наукової роботи, все перетворювалося в науку ... При його загальновизнаному розумову перевагу над однолітками, в характеру Уатта була якась дивовижна наївна простота і відкритість.
Спогади професора Робісон, колишнього студентом за часів роботи Уатта в університеті.


В 1759 Уатт вступає в партнерство з архітектором і бізнесменом Джоном Крейгом. Разом вони організовують виробництво різних інструментів, включаючи музичні і різні іграшки. Справа швидко набрало обертів, і Уатт вперше позбувся потреби. Великий попит давав хороший дохід, такий, що навіть з'явилася можливість наймати собі помічників. Парнерство тривало шість років до смерті Крейга.

В 1763 Уатт одружується на кузині Маргарет (Пеггі) Міллер. З нею він прожив до її смерті при пологах в 1772. У них було п'ятеро дітей, лише двоє з яких дожили до дорослих років: Джеймс-молодший (1769-1848) і Маргарет (1767-1796). Вдруге він одружився в 1777 на Енн МакГрегор, з якою у нього було двоє дітей: Грегорі (1777-1804), який став геологом і мінерологом і Дженет (1779-1794). Енн пережила свого чоловіка, вона померла в 1832 році.


1.3. Винахідництво

Машина Ньюкомена.
Машина Ньюкомена з конденсатором Уатта.

Ще в 1759 приятель Уатта Джон Робінсон зацікавив його питанням використання пара як джерела рухової енергії. Парова машина Ньюкомена існувала вже п'ятдесят років, знаходячи застосування здебільшого для відкачки води із шахт, проте за весь цей час вона жодного разу не була вдосконалена, і мало хто розбирався в принципі її роботи. Уатт починає дослідження по застосуванню пара з нуля, так як до цього жодного разу не стикався з цим питанням. Проте спроби створити робочу модель апарату нічим на закінчуються. Йому виходить лише спорудити щось на зразок моделі парової машини Севери, використовуючи котел Папена. Однак модель володіла такими великими недоліками, що Уатт кидає розробки.

Взимку 1763 до нього звернувся професор фізики університету Глазго Джон Андерсон з проханням відремонтувати діючий макет парової машини Ньюкомена. Макет був оснащений 2-дюймовим циліндром і мав робочий хід поршня в 6 дюймів. Уатт провів ряд експериментів, зокрема, замінив металевий циліндр на дерев'яний, змащений лляною олією і висушений у печі, зменшив кількість жене за один цикл води і макет, нарешті, запрацював. При цьому Уатт переконався в неефективності машини і вніс у конструкцію численні удосконалення. Уатт показав, що майже три чверті енергії гарячої пари витрачаються неефективно: при кожному циклі пар повинен нагрівати циліндр, так як перед цим в циліндр надходила холодна вода, щоб сконденсувати частина пара для зменшення тиску. Таким чином енергія пари витрачалася на постійний розігрів циліндра, замість того, щоб бути перетвореною в механічну енергію.

Перший конденсатор Уатта. Музей науки (Лондон).

Уатт проводить ряд дослідів над кипінням води, вивчає пружність водяної пари при різних температурах. Теоретичні та досвідчені вишукування приводять до його до розуміння важливості прихованої теплоти. Дослідним шляхом він встановлює, що вода, перетворена на пару, може нагріти до кипіння в шість разів більшу кількість води. Уатт приходить до висновку: "... Для того, щоб зробити досконалу парову машину, необхідно, щоб циліндр був завжди так само гарячий, як і входить у нього пар; але, з іншого боку, згущення пара для освіти порожнечі має відбуватися при температурі не вище 30 градусів Реомюр ". Уатту залишається зробити один крок до того, щоб відокремити "згущення пара" від циліндра і здійснювати його в окремому посуді. Однак на цей крок у нього йде дуже багато часу. В 1765 йому, нарешті, приходить на розум здогадка і починаються спроби втілити її в життя.

Першим значним удосконаленням, яке Уатт запатентував в 1769, була ізольована камера для конденсації. У цей же рік йому вдається побудувати діючу модель, що працює за цим принципом. Однак створити повнорозмірну машину не виходило. Уатту були потрібні капіталовкладення. Деяку допомогу йому надав Джозеф Блек, а основна підтримка прийшла від Джона Робака ( англ. John Roebuck ), Засновника легендарної Carron Company ( англ. Carron Iron Works ). Під час роботи над удосконаленням машини Уатт жив у маєтку Роубака, в Кіннейл Хаусі ( англ. Kinneil House ), В Бонессе ( англ. Bo'ness ). Основна складність полягала в тому, щоб змусити працювати поршень та циліндр. Металовиробництво того часу було не здатне забезпечити потрібну точність виготовлення.

Роубак терпить банкрутство, і новим спонсором Уатта стає Меттью Болтон, власник ливарного заводу ( англ. Soho Foundry ) В Бірмінгемі, де працювали високопрофесійні ливарники. Проблема виготовлення циліндра великого діаметру і відповідного поршня з необхідною точністю була вирішена Джоном Уїлкинсоном, який розробив відповідну технологію на заводі, що випускає гарматні ядра ( англ. Bersham Ironworks ) В Рексеме ( англ. Wrexham ), Північний Уельс ( англ. North Wales ).

Уатт ізолював парової циліндр, а в 1782 винайшов машину подвійної дії. Разом з більш дрібними удосконаленнями цей винахід дозволило збільшити продуктивність парової машини в чотири і більше разів [2]. Крім того, сама машина стала легко керованою.

Спроби Уатта поставити свої винаходи на комерційну основу не мали успіху до тих пір, поки він не вступив у ділові відносини з підприємцем Меттью Болтоном. Спільна компанія "Boulton and Watt" ( англ. Boulton and Watt ) Успішно діяла впродовж двадцяти п'яти років, в результаті чого Уатт став вельми заможною людиною.


1.4. Судові розгляди по патентах

Після того, як стали ясні всі переваги нової машини, з'явилося безліч підробок найчастіше досить поганої якості. Дохід від продажів міг бути дуже великим, і тому всякий, хто мав хоч якесь уявлення, навіть дуже мале, про машину Уатта, намагався зробити її самостійно в спробі заробити. Уатт и Болтон были вынуждены начать борьбу с подделками, так как это портило репутацию их фирме и, вдобавок, часть поддельных машин была просто опасна в эксплуатации. Судебные разбирательства отнимали много времени, издержки исчислялись тысячами, однако все их Уатту и Болтону удалось выиграть и отстоять свои права.


1.5. Российское предложение

Дом Джеймса Уатта в Хэндсворте (англ. Handsworth )

Российская академии наук пригласила Уатта работать в России. Русское правительство предложило английскому инженеру "занятие, сообразное с его вкусом и познаниями" и с ежегодным жалованьем в 1000 фунтов стерлингов. [3] Намерение Уатта уехать в Россию вызвало переполох. Поет Эразм Дарвин написал: "О Боже, как я был напуган, когда услышал, что русский медведь зацепил Вас своей громадной лапой и тянет в Россию! Умоляю не ездить, если только это возможно Я надеюсь, что Ваша огненная машина оставит Вас здесь". Уатт в Россию не поехал.


1.6. Старость

Памятник Уатту скульптора Френсиса Легата Чантри.
Патент 1769 года.

Уатт был разносторонне одарён, легко изучал языки, много читал. Вальтер Скотт в предисловии к одному из своих романов выражает удивление разнородности познаний Уатта, которого он знал в последние годы его жизни.

На схилі років Уатт багато займався вигаданої ним машиною для копіювання скульптурних творів. Сам винахідник називав її ейдографом. Це механічне пристосування дозволяло копіювати барельєфи, медальйони, статуї, бюсти, судини та інші речі самої складної форми з високою точністю. Роботу над цією машиною Уатт почав ще в кінці XVIII століття, але вдосконалити її вийшло у нього лише до кінця життя.

Помер у віці 83 років і був похований в парафіяльній церкві ( англ. St Mary's Church ) В Хендсворте ( англ. Handsworth ). Невдовзі в Вестмінстерському абатстві був споруджений величний пам'ятник Уатту, виконаний талановитим скульптором Френсісом легатів Чантрі. Згодом пам'ятник був переміщений в Собор Святого Павла.

Ім'я Уатта носить коледж в Грінок і меморіальна бібліотека, основи якої він сприяв.


2. Визнання заслуг

У 1784 році Уатт був обраний членом Королівського товариства Единбурга. У 1787 році обирається членом філософського товариства ( англ. Batavian Society ) В Роттердамі. У 1806 році став почесним доктором права університету Глазго. У 1814 році Французька академія обирає його членом-кореспондентом.

За кілька років до смерті англійський уряд вирішив відрізнити Уатта за заслуги перед батьківщиною баронських титулом, проте він відхилив цю пропозицію. Був членом Місячного суспільства - неофіційного вченого товариства видатних діячів британського Освіти, що включало промисловців, натурфілософів і інтелігенцію, засідання якої проводилися між 1765 і 1813 в Бірмінгемі.

29 травня 2009 Банк Англії оголосив, що буде випущена банкнота в 50 із зображенням Уатта і Болтона. На даний момент банкнота випущена і знаходиться в обігу.


3. Ват

В якості одиниці потужності Уатт в свій час запропонував таку одиницю, як " кінська сила ". В 1882 Британська асоціація інженерів вирішила присвоїти його ім'я одиниці потужності. Це був перший в історії техніки випадок присвоєння власного імені одиниці виміру.

Примітки

Література


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Джеймс
Кейн, Джеймс
Мілль, Джеймс
Джеймс, Генрі
Вудс, Джеймс
Стерли, Джеймс
Макевой, Джеймс
Лабре, Джеймс
Брукс, Джеймс
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru