L'histoire de la machine à vapeur et son application

L'invention des machines à vapeur a été un point tournant dans l'histoire de l'humanité. Quelque part au tournant des siècles XVII-XVIII , il a commencé à remplacer inefficaces travail manuel, roues hydrauliques et éoliennes sur un mécanisme tout à fait nouveaux et uniques – machines à vapeur. Il est grâce à eux est devenu possible révolution technique et industrielle, et l'ensemble des progrès de l'humanité.

Mais qui a inventé la machine à vapeur? Pour l'humanité, il est obligé de? Et quand était-ce? Toutes ces questions et nous essayons de trouver des réponses.

Avant notre ère

L'histoire de la machine à vapeur remonte aux premiers siècles avant notre ère. Geron Aleksandriysky décrit un mécanisme qui a commencé à fonctionner que lorsque cela a affecté les couples. Le dispositif est un ballonnet, qui ont été buse fixe. À partir de buses tangentiellement vapeur, provoquant ainsi la rotation du moteur. Il a été le premier appareil qui fonctionne sur la vapeur.

Le créateur du moteur à vapeur (ou plutôt, une turbine) – Taqi al-Din (philosophe arabe, ingénieur et astronome). Son invention est devenu largement connu en Egypte au XVIe siècle. Le mécanisme a été agencé comme suit: débit de vapeur est dirigé directement sur le mécanisme d'ailettes, et quand la fumée gonflait – pales tournent. Quelque chose de semblable en 1629 et a offert l'ingénieur italien Dzhovanni Branka. Le principal inconvénient de ces inventions était trop forte consommation de vapeur, ce qui a nécessité une énorme quantité d'énergie et il ne convenait pas. Les développements ont été suspendues depuis l'époque des connaissances scientifiques et technologiques de l'humanité ne suffit pas. En outre, la nécessité de telles inventions complètement absentes.

conception

la création du moteur à vapeur n'a pas été possible jusqu'à ce que le XVII siècle. Mais dès que le niveau de la bande de développement humain a décollé, puis il y avait les premiers cas et de l'invention. Bien que sérieusement qu'ils avaient à ce moment-là, je ne prenais pas. Par exemple, en 1663 le scientifique anglais publié dans la presse la conception de son invention, qu'il trouve dans le château Raglan. Son dispositif est utilisé pour élever les tours d'eau sur les murs. Cependant, comme avec tous les nouveaux et inconnus, ce projet a été reçu par le doute, et les sponsors pour son développement n'a pas été.

L'histoire de la machine à vapeur commence par la machine paroatmosfernoy invention. En 1681, les scientifiques du Français Denis Papin a inventé un dispositif qui pompe l' eau des mines. En tant que force d'entraînement pour la première fois utilisé la poudre, puis il a été remplacé par de la vapeur. Il y a paroatmosfernaya machine. Une énorme contribution à l'amélioration apportée par les scientifiques de l'Angleterre Tomas Nyukomen et Thomas Savery. Une aide précieuse a également l'inventeur russe autodidacte Ivan Polzunov.

Une tentative avortée Papen

la machine Paroatmosfernaya, bien que loin d'être parfait, a attiré une attention particulière dans le domaine de la construction navale. D. Papin leurs dernières économies consacrées à l'achat d'un petit bateau, qui se livrait à l'installation des machines élévatoires d'eau paroatmosfernoy propre production. Le mécanisme d'action réside dans le fait que, tombant d'une hauteur, l'eau commence à faire tourner la roue.

Ses tests inventeur menés en 1707 sur la rivière Fulda. Beaucoup de gens se sont rassemblés pour voir le miracle: Prenez le bateau de la rivière sans voiles et rames. Cependant, lors de l'essai il y avait un accident: le moteur a explosé et tué plusieurs personnes. Les autorités sont en colère à l'inventeur malheureux et lui a interdit de tout travail et des projets. Le navire a été confisqué et détruit, et Papen lui-même est mort quelques années plus tard.

erreur

Le bateau à vapeur Papen était le principe suivant. Au fond du cylindre, il était nécessaire de verser une petite quantité d'eau. Par lui-même situé cylindre de four de grillage qui servait à chauffer le liquide. Lorsque l'eau commence à bouillir, la vapeur est formée, d'extension, soulevé piston. De l'espace au-dessus du piston à travers une soupape de flottabilité spécialement équipée. Après que l'eau a commencé à bouillir et la vapeur est tombé, il était nécessaire d'enlever le brasero, pour fermer la vanne pour évacuer l'air, et au moyen d'eau froide pour refroidir la paroi du cylindre. Grâce à de telles paires d'action, qui était dans le cylindre, condensé, il a été formé sous le vide du piston et la pression atmosphérique en raison de la force du piston revient à sa place d'origine. Au cours de son déplacement vers le bas et effectuer un travail utile. Cependant, le rendement du moteur à vapeur Papin était négatif. moteur de bateau était extrêmement rentable. Et surtout, il était trop compliqué et peu pratique à utiliser. Par conséquent, l'invention Papen avait pas d'avenir dès le début.

suiveurs

Cependant, l'histoire de la machine à vapeur ne se termine pas là. Ensuite, nous avons beaucoup plus de succès que Papen, a fait tourner le scientifique anglais Tomas Nyukomen. Il a longtemps étudié les œuvres de leurs prédécesseurs, en se concentrant sur les faiblesses. Et il a pris le meilleur de leurs œuvres, créées en 1712 son personnel. Le nouveau moteur à vapeur (photo représenté) a été construit comme suit: le cylindre est utilisé dans une position verticale, et le piston. Il a Newcomen du travail Papen. Cependant, les paires formées dans un pot différent. Autour du piston a été fixée à peau intégrée, qui a augmenté de manière significative l'étanchéité dans le cylindre à vapeur. Cette machine a également paroatmosfernoy (eau soulevée de la mine au moyen de la pression atmosphérique). Le principal inconvénient de l'invention ont été son lourd et peu rentable: la machine « mangé » une énorme quantité de charbon. Toutefois, il a des avantages nettement supérieure à invention Papin. Par conséquent, il est utilisé pendant près de cinquante ans dans les grottes et les mines. Il a été utilisé pour le pompage des eaux souterraines, ainsi que pour les véhicules de séchage. Tomas Nyukomen a tenté de convertir sa voiture afin de pouvoir l'utiliser à la circulation. Cependant, toutes ses tentatives ont échoué.

Le scientifique suivant, a déclaré lui-même est devenu D. Hull en Angleterre. En 1736, il a introduit le monde à son invention: machine à paroatmosfernuyu, qui, comme un moteur étaient les roues. Son développement a eu plus de succès que celle de Papen. Aussitôt plusieurs de ces navires ont été produits. Ils sont principalement utilisés pour le transport de barges, navires et autres embarcations. Cependant, la fiabilité de la machine paroatmosfernoy manque la crédibilité et les navires équipés de voiles comme le principal moteur.

Bien que Hull avait plus de chance que Papen, son invention pertinence perdu peu à peu, et ils sont rejetés. Vous avez encore des machines paroatmosfernyh il y avait alors beaucoup de lacunes spécifiques.

L'histoire du moteur à vapeur en Russie

La prochaine percée est venue dans l'Empire russe. En 1766, dans une usine métallurgique de Barnaul le premier moteur à vapeur, qui est alimenté à l'air du four de fusion a été créée en utilisant soufflet spéciaux. Il est devenu le créateur Ivan Ivanovich Polzunov, qui, pour ses services à son pays même reçu le grade d'officier. L'inventeur a présenté ses supérieurs dessins et plans « voiture de feu » capable de soufflet mise sous tension.

Cependant, le destin a joué une plaisanterie cruelle avec Polzunova: sept ans après son projet a été adopté, et la voiture est assemblée, il est tombé malade et est mort de la consommation – juste une semaine avant le début des essais de son moteur. Cependant, son document n'était suffisant pour démarrer le moteur.

Donc, le 7 Août, 1766 machine à vapeur Polzunova a été lancé et placé sous la charge. Toutefois, en Novembre de la même année, elle est tombée en panne. La raison de la chaudière pour être des murs trop minces, non destinés à la charge. De plus, l'inventeur a écrit dans ses instructions, que ce soit seulement pendant le test peut être utilisé pot. La production de la nouvelle chaudière aurait facilement payé, parce que l'efficacité Polzunova du moteur à vapeur a été positive. Plus de 1023 heures de travail avec l'aide de l'argent plus de 14 fondu livres!

Mais malgré cela, personne pour réparer le mécanisme n'a pas. Machine à vapeur Polzunova collecte de la poussière pendant plus de 15 ans dans l'entrepôt, alors que l'industrie mondiale ne cesse d'évoluer et développé. Et puis complètement a été démantelé pour les pièces. Apparemment, à ce moment-là la Russie n'a pas encore poussé les machines à vapeur.

exigences de temps

Pendant ce temps, la vie sur place ne se distingue pas. Et l'humanité a constamment pensé à créer un mécanisme pour ne pas dépendre de la nature capricieuse, et prendre le destin de contrôle. Des voiles voudraient tous abandonner le plus tôt possible. Par conséquent, la mise en place d'un mécanisme permanent de la vapeur flottait dans l'air. En 1753 à Paris, il a été promu la concurrence entre les artistes, les scientifiques et les inventeurs. Académie des Sciences a annoncé l'attribution à tous ceux qui peuvent créer un mécanisme qui peut remplacer la puissance du vent. Mais en dépit du fait que ont participé au concours de tels esprits que L. Euler, D. Bernoulli, Canton de Lacroix et d'autres propositions sensibles ne sont pas émis un.

Les années ont passé. Et la révolution industrielle a été la pose de plus en plus de pays. Primauté et de leadership parmi les autres pouvoirs toujours meurtris Angleterre. À la fin du XVIIIe siècle, il est devenu le créateur de l'industrie à grande échelle au Royaume-Uni, a remporté ainsi le titre de monopoleur mondial dans cette industrie. La question de tous les jours à propulsion mécanique devient de plus en plus important. Et ce moteur a été créé.

Le premier moteur à vapeur dans le monde

1784 était la Grande-Bretagne et le point tournant mondial dans la révolution industrielle. Et la personne responsable de c'était l'ingénieur anglais Dzheyms UATT. Le moteur à vapeur, qu'il a fondé, est devenu la plus haute découverte profil du siècle.

Dzheyms UATT depuis plusieurs années a étudié les dessins, la structure et les principes de fonctionnement des machines paroatmosfernyh. Et sur la base de tout cela, il a conclu que l'efficacité du moteur est nécessaire pour équilibrer la température de l'eau dans le cylindre et de la vapeur, qui pénètre dans le mécanisme. Le principal inconvénient paroatmosfernyh machines est le besoin constant de l'eau de refroidissement du cylindre. Il était mal à l'aise et consommables.

Le nouveau moteur à vapeur a été construit autrement. Ainsi, le cylindre était d'une chemise spéciale de vapeur. Ainsi Watt a obtenu son chaud permanent. L'inventeur a créé un navire spécial, plongé dans l'eau froide (condenseur). Il est joint à tube cylindrique. Lorsque la vapeur d'eau est suivie dans le cylindre à travers le tuyau, et est tombé dans le condensateur, il reconverti à l'eau. Travailler sur l'amélioration de sa voiture, Watt a créé un vide dans le condenseur. Ainsi, toute la vapeur, passe à partir du cylindre, condensé dans celui-ci. Merci à cette innovation augmente considérablement l'expansion de la vapeur, ce qui vous permet d'extraire la même quantité de vapeur est beaucoup plus d'énergie. Ce fut le succès de la couronne.

Créé par le moteur à vapeur a également changé et le principe d'alimentation en air. Maintenant première vapeur pénètre au-dessous du piston, en soulevant de ce fait, et ensuite aller au-dessus du piston, ce qui réduit. Ainsi, à la fois la course dans l'acier de travail mécanisme même pas été possible auparavant. Une consommation de charbon d'une puissance était quatre fois moins que, respectivement, dans les machines paroatmosfernyh, puis a cherché Dzheyms UATT. moteur à vapeur très rapidement gagné le premier au Royaume-Uni bien, puis le monde entier.

"Charlotte Dundas"

Après que le monde a été frappé par l'invention de James Watt, a commencé l'utilisation généralisée des machines à vapeur. Ainsi, en 1802 au Royaume-Uni a son premier navire un couple – bateau « Charlotte Dundas. » Ses créateurs croient William Symington. Le bateau a été utilisé comme le remorquage de barges par canal. Le rôle de l'hélice sur le bateau a joué une roue à aubes montée sur la poupe. Le bateau est la première fois testé avec succès: deux péniches énormes remorqués 18 miles en six heures. En même temps, elle a fortement perturbé le vent de face. Mais il a réussi.

Pourtant, il a été placé sur la blague, parce qu'ils avaient peur qu'en raison des fortes vagues, qui ont été créées sous la roue à aubes, berges du canal seront floues. Soit dit en passant, « Charlotte, » test personnes ont assisté, dont le monde entier est considéré comme le créateur du premier navire.

Le premier navire dans le monde

Anglais constructeur naval Robert Fulton avec sa jeunesse, rêvé d'un navire avec un moteur à vapeur. Et maintenant, son rêve est devenu possible. Après l'invention des machines à vapeur est devenu un nouvel élan à la construction navale. En collaboration avec le Messager d'Amérique R. Livingston, qui a repris l'aspect financier de la question, Fulton a examiné le projet du navire avec un moteur à vapeur. Il a été une invention compliquée est basée sur l'idée de propulsion oar. Selon les côtés du navire ont été établis dans un certain nombre de palettes, simulant une variété de plaisir. Dans ce cas, palettes et interfèrent les uns avec les autres et ont éclaté. Aujourd'hui, on peut facilement dire que le même effet pourrait être atteint que si les trois ou quatre palettes. Mais du point de vue de la science et de la technologie au moment où il était impossible de voir. Par conséquent, les constructeurs navals avaient beaucoup plus compliqué.

En 1803, l'invention de Fulton a été présenté dans le monde entier. Le bateau à vapeur a été lentement et régulièrement sur la Seine, l'esprit incroyable et l'imagination de nombreux scientifiques et figures de Paris. Cependant, le gouvernement de Napoléon a rejeté le projet, et les constructeurs navals agacé ont été contraints de chercher sa fortune en Amérique.

Et en Août 1807 premier navire du monde nommé « Claremont » dans lequel le moteur à vapeur le plus puissant a été impliqué (photo montrée), est allé sur la baie d'Hudson. Beaucoup de gens ne croient tout simplement pas dans le succès.

Dans le premier vol, « Claremont » est allé sans cargaison et aucun passager. Personne ne voulait faire un voyage à bord du feu respiratoire du navire. Mais sur le chemin du retour, il a été le premier passager – un agriculteur local, qui a payé six dollars pour un billet. Il est devenu le premier dans l'histoire de la compagnie de transport maritime de passagers. Fulton était tellement déplacé que casse-cou a donné libre Voyage à vie sur toutes leurs inventions.