Watt (simboli: W,
W ) është njësia SI e matjes së fuqisë. Njësia mban emrin e shpikësit mekanik skocez-irlandez James Watt (Watt), krijuesi i motorit universal të avullit.Watt si njësi e matjes së fuqisë u miratua për herë të parë në Kongresin e Dytë Britanik Shoqata Shkencore në 1889 Para kësaj, shumica e llogaritjeve përdornin hyrje të fuqisë kuajsh nga James Watt, si dhe kilogramë në minutë. Aktiv
XIX Konferenca e Përgjithshme mbi Peshat dhe Masat në 1960, watt u përfshi në Sistemin Ndërkombëtar.Në inxhinierinë e zërit, fjala "Watt" lidhet menjëherë me fuqinë sistemi i altoparlantëve dhe fuqia dalëse e amplifikatorit, por jo vetëm. Fuqi e lartë nuk është treguesi kryesor në elektroakustikë, por është një parametër shumë i rëndësishëm.
James Watt (Anglisht James Watt; 19 janar 1736, Greenock, Skoci - 19 gusht 1819, Handsworth, Birmingham, Angli) - një inxhinier i shquar skocez, shpikës -mekanik.
Anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Edinburgut (1784), Shoqërisë Mbretërore të Londrës (1785), Akademisë së Shkencave të Parisit (1814). Krijuesi i motorit universal të avullit me veprim të dyfishtë... Shpikja e tij e motorit me avull shënoi fillimin e revolucionit industrial. Njësia e fuqisë është emëruar pas tij - Watt.James lindi në gjendje të brishtë shëndetësore. Nëna e tij e mësoi atë të lexonte, dhe babai i tij i mësoi të shkruante dhe aritmetikë. Edhe pse ai filloi të ndiqte Shkollën e Mesme Greenock, shëndeti i tij i dobët dhe sëmundjet e vazhdueshme i dhanë fund. Për pjesën më të madhe të vitit, ai ishte i mbyllur në muret e dhomës së tij, ku studionte vetë. Një ditë një shok i babait të tij pa që djali po vizatonte disa vija dhe kënde në vatër me shkumës dhe pyeti: “Pse e lejoni fëmijën të humbasë kohë; pse të mos e dërgosh në shkollë? " James Watt Sr. u përgjigj: “Mos e gjykoni shumë shpejt; së pari kuptoni se çfarë po bën. " Doli se ai ishte duke kërkuar një zgjidhje për problemin e Euklidit.
Si adoleshent, ai ishte i dhënë pas astronomisë, eksperimenteve kimike, mësoi të bënte gjithçka me duart e tij, për të cilat mori titullin "krik i të gjitha zanateve" nga ata përreth tij.
Në moshën 18 vjeç ai shkon në Glasgow për të marrë një specialitet. Në 1754, babai i tij dërgoi Watt në Londër për t'u trajnuar si bravandreqës. Duke zotëruar një program shtatëvjeçar në një vit, Watt u kthye në Skoci dhe mori një punë si një prodhues master i instrumenteve precize dhe optikë në Universitetin e Glasgow.
Në Universitetin e Watt ai u takua me kimistin Joseph Black. Ky takim kontribuoi në zhvillimin e një numri të instrumenteve të rinj kimikë të nevojshëm në kërkimet e mëtejshme të Black.
Në 1763, James Watt iu drejtua nga një profesor i fizikës në Universitetin e Glasgow, John Anderson, me një kërkesë për të riparuar modelin e punës të motorit me avull të Newcomen (që do të thotë "motori i zjarrit" i shpikur nga inxhinieri anglez Thomas Newcomen), i cili në fakt asnjëherë nuk ka punuar normalisht. Dummy ishte e pajisur me një cilindër 2 "dhe kishte një goditje pistoni prej 6". Watt kreu një numër eksperimentesh, në veçanti, ai zëvendësoi një cilindër metalik me një prej druri, të lyer me vaj liri dhe të tharë në një furrë, zvogëloi sasinë e ujit të ngritur në një cikël dhe paraqitja përfundimisht funksionoi. Në të njëjtën kohë, Watt u bind për joefikasitetin e makinës dhe bëri përmirësime të shumta në dizajn. Përmirësimi i parë i rëndësishëm që Watt patentoi në 1769 ishte një dhomë e izoluar e kondensimit. Ai u izolua cilindër avulli, dhe në 1782 ai shpiku një makinë me veprim të dyfishtë. Së bashku me përmirësime më të vogla, kjo shpikje ka rritur produktivitetin e motorit me avull me një faktor prej katër ose më shumë. Për më tepër, vetë makina është bërë e lehtë për tu kontrolluar. Motori me avull filloi të përdoret në fabrika dhe fabrika si makinë, e cila çoi në një rritje të mprehtë të produktivitetit të punës.
Vështirësitë financiare e detyruan Watt, tashmë në moshë madhore, të bënte studime gjeodezike, të punonte në ndërtimin e kanaleve dhe të ndërtonte porte dhe marina. Pozicioni monetar i Watt u rrafshua pasi ai hyri në një marrëdhënie biznesi me industrialistin e Birmingham Matthew Bolton. Në këtë kohë, Watt mori një ofertë nga Akademia Ruse e Shkencave për të punuar në Rusi. Qeveria ruse i ofroi inxhinierit anglez "një profesion në përputhje me shijen dhe njohuritë e tij" dhe me një pagë vjetore prej 1.000 paund sterlinë. Synimi i Watt për t'u larguar për në Rusi bëri një bujë. Poeti Erasmus Darwin shkroi: "O Zot, sa u frikësova kur dëgjova se ariu rus ju kapi me putrën e tij të madhe dhe po ju tërhiqte në Rusi! Ju lutem të mos shkoni, nëse është e mundur ... Shpresoj që makina juaj e zjarrit do t'ju lërë këtu ". Bolton, duke kuptuar se çfarë përfitimesh mund të sjellin shpikjet e Watt, bëri gjithçka që ishte e mundur për të siguruar që Watt të qëndronte në atdheun e tij.
Në 1785, Watt patentoi shpikjen e një furre të re kaldajash, dhe në të njëjtin vit një nga makinat e Watt u instalua në Londër në fabrikën e birrës Samuel Whitbread për të bluar malt. Makina bëri punën e 24 kuajve. Makina ka mbijetuar deri më sot.
Watt ishte i talentuar në shumë mënyra, mësoi lehtësisht gjuhë, lexoi shumë. Walter Scott, në parathënien e një prej romaneve të tij, shpreh habinë e tij për heterogjenitetin e njohurive të Watt, të cilin ai e njihte në vitet e fundit jeta e tij.
Ai vdiq në moshën 83 vjeç dhe u varros në kishën e famullisë në Handsworth. Së shpejti, një monument për Watt u ngrit në Westminster Abbey, i bërë nga skulptori i talentuar Huantry.
Motori me avull i T. Newcomen.
Në 1705, mekaniku Thomas Newcomen mori një patentë për motor ngrohje... Pompa e avullit të Newcomen filloi të përdoret në Angli për të pompuar ujë nga minierat. Pjesa kryesore e tij ishte një pistoni i balancuar nga një peshë dhe që lëvizte në një cilindër të madh vertikal (2). Presioni i avullit të furnizuar në cilindër nga kaldaja (1) ngriti pistonin. Injeksion ujë të ftohtë avulli u depozitua nga rezervuari (5) dhe u krijua një vakum në cilindër. Presioni atmosferik e shtyu pistonin poshtë. Uji ftohës dhe avulli i kondensuar u shkarkuan nga cilindri përmes një tubi (6), dhe avulli i tepërt nga kazani përmes një valvule sigurie (7).
Pas kësaj, motori ishte përsëri gati për injektimin e ardhshëm të avullit. Disavantazhi kryesor i makinës Newcomen ishte se cilindri i skllevërve në të ishte në të njëjtën kohë një kondensator.
Për shkak të kësaj duhej të ndërronte radhë pastaj ftohet, pastaj ngroh cilindrin dhe konsumi i karburantit doli të jetë shumë i lartë.
Makina e Newcomen ishte e rëndë, e ngadaltë dhe me ndërprerje.
Shpikësit e mëvonshëm bënë shumë përmirësime në pompën Newcomen. Por diagrami i qarkut Makinat e Newcomen mbetën të pandryshuara për 50 vjet.
Motori i avullit James Watt.
Në 1765, mekaniku anglez James Watt krijon motorr me avull. Në vitet 1763-1764, ai duhej të riparonte një mostër të makinës Newcomen që i përkiste universitetit. Watt bëri një model të vogël të tij dhe filloi të studionte veprimin e tij. Menjëherë u bë e qartë për Watt se për më shumë punë ekonomike këshillohet që cilindri të mbahet vazhdimisht i ngrohur. Në 1768, në bazë të këtij modeli, një makinë e madhe Watt u ndërtua në minierën e minatorit Rebuk, për shpikjen e së cilës ai mori patentën e tij të parë në 1769.
Më themelorja dhe më e rëndësishmja në shpikjen e tij ishte ndarja e cilindrit të avullit dhe kondensatorit, për shkak të së cilës energjia nuk u shpenzua për ngrohjen e vazhdueshme të cilindrit. Makina është bërë më ekonomike... Efikasiteti i tij është rritur.
Që nga viti 1776 filloi prodhimi i fabrikës motorët me avull. Disa përmirësime themelore u bënë në makinën 1776 në krahasim me modelin e 1765. Pistoni ishte vendosur brenda cilindrit, i rrethuar nga një xhaketë me avull. Mbulesa ishte e mbyllur në krye dhe cilindri ishte i hapur. Avulli hyri në cilindër nga kaldaja përmes një tubi anësor. Cilindri ishte i lidhur me kondensatorin me një tub të pajisur me valvulë lëshimi të avullit. Mbi këtë valvul, u vendos një valvul tjetër balancues.
Sidoqoftë, makina bëri vetëm një lëvizje pune, punuar në nxitje dhe për këtë arsye mund të përdoret vetëm si pompë. Që motori me avull të jetë në gjendje të drejtojë makina të tjera, ishte e nevojshme që ai të krijojë një lëvizje uniforme rrethore. Një motor i tillë me veprim të dyfishtë u zhvillua nga Watt në 1782. U deshën përpjekje të jashtëzakonshme nga Watt për të krijuar një mekanizëm për transmetimin e lëvizjes nga pistoni në bosht, por Watt e arriti këtë gjithashtu, duke krijuar një pajisje të veçantë transmetuese, e cila quhet paralelogrami i Watt. Tani motor i ri Watt ishte i mirë për të drejtuar makina të tjera pune. Gjatë viteve 1785-1795, u prodhuan 144 motorë të tillë me avull, dhe deri në 1800 kishte tashmë motorë me avull 321 Watt në Angli.
Për të matur fuqinë e motorëve me avull, Watt prezantoi konceptin "Kuaj fuqi", e cila përdoret ende si njësi e pranuar përgjithësisht e fuqisë. Një nga makinat e Watt u ble nga një birrë për të zëvendësuar kalin që furnizonte pompën e ujit. Kur zgjidhte fuqinë e kërkuar të motorit me avull, birrari përcaktoi fuqinë punëtore të kalit si tetë orë punë pa ndërprerje derisa kali të ishte i rraskapitur plotësisht. Llogaritja tregoi se çdo sekondë kali ngriti 75 kg ujë në një lartësi prej 1 metër, e cila u mor si njësi e fuqisë në 1 kuaj fuqi.
Motorët me avull u përdorën në të gjitha degët e industrisë. Ato u përdorën gjerësisht në industri, transport, dhe në një kohë u bënë "motorë të përparimit teknik".
por Koeficient veprim i dobishem motorët më të mirë me avull nuk kaluan 5%! Për çdo 1000 kg karburant, punë e dobishme u shpenzuan vetëm 50 kg!
Deri në fund të shekullit të 19 -të, skema e termocentralit me avull u përmirësua ndjeshëm, dhe parimet e tij themelore kanë mbijetuar deri në kohën tonë.
___
Interesante, në 1735, tifozi i parë në histori u instalua në ndërtesën e Parlamentit Anglez, i cili drejtohej nga një motor me avull.
___
Në 1800, një amerikan, pronar i një miniere qymyri, shpiku ashensorin e parë me avull. Në 1835, ky ashensor me avull hyri në përdorim në biznesin e ngritjes së fabrikës në Angli, dhe më pas u bë i përhapur në Shtetet e Bashkuara.
Dhe në vitet 1850, Kompania Otis Steam Lift instaloi të parën ashensor pasagjerësh në një dyqan pesë-katësh në Broadway. Ashensori mori deri në pesë persona dhe i transportoi me një shpejtësi prej 20 cm në sekondë.
Më 19 janar 1736, lindi një inxhinier i shquar skocez, shpikësi mekanik James Watt, veprat e të cilit shënuan fillimin e revolucionit industrial, së pari në Angli dhe më pas në të gjithë botën. Ne vendosëm të flisnim për pesë nga shpikjet e Watt.
Motorr me avull
V sens të plotë nga kjo fjalë, James Watt nuk ishte personi i parë që shpiku motorin me avull. Një pajisje e ngjashme u përshkrua nga Heroni i Aleksandrisë në shekullin e 1 pas Krishtit. E vërtetë turbinë me avull u shpik shumë më vonë, në Egjiptin mesjetar, nga një inxhinier arab i shekullit të 16 -të, i cili propozoi një metodë të rrotullimit të pështymës me forcën e një rryme avulli të drejtuar te tehet e fiksuara përgjatë buzës së timonit. James Watt shpiku motorin me avull të gjithanshëm, duke u përmirësuar në motorin me avull Newcomen, i cili u përdor në kohën e Watt për të pompuar ujë nga minierat e qymyrit. Risi e parë kaq e rëndësishme ishte dhoma e kondensimit e izoluar: James Watt paraqiti një patentë për shpikjen e tij në 1769. Në të njëjtën kohë, dokumenti deklaroi se ai nuk kishte shpikur një motor të ri me avull, por një motor me avull, temperatura e së cilës ishte gjithmonë e barabartë me temperaturën e avullit. Përmirësimi tjetër kishte për qëllim që pistoni në cilindër të bëjë punë të dobishme jo për shkak të presionit atmosferik, por duke përdorur presionin e avullit. Ai më vonë gjithashtu izoloi cilindrin e avullit, dhe në 1782 shpiku një makinë me veprim të dyfishtë që katërfishoi prodhimin e motorit me avull, duke rezultuar në një kursim prej 75% në koston e qymyrit. Përveç përmirësimeve të ndryshme të tjera në motorin me avull, Watt gjithashtu shpiku rregullatorin centrifugale, me anë të të cilit kontroll automatik prapa shpejtësisë së makinës, matësit të presionit dhe valvulës së mbytjes.
Video
Çekiç me avull
Përveç motorit me avull dhe përmirësimeve të tij, Watt gjithashtu shpiku çekiçin me avull. Shpikësi mori një patentë për të në 1784, menjëherë pasi mori një patentë për një motor me avull. Kjo pajisje ishte e pajisur me një volant për të drejtuar çekiçin e levës, i cili ishte i përhapur në atë kohë. I pari nga çekiçët e Watt peshonte 54.5 kilogramë dhe u ngrit në një lartësi prej 8 inç (203 milimetra). Pastaj Watt ndërtoi një çekiç avulli të tipit levë me pjesë në rënie që peshonin rreth 380 kilogramë, duke prodhuar 300 goditje në minutë. Çekiçi me avull ishte një nga makinat më të rëndësishme të kohës së tij dhe dominoi inxhinierinë mekanike për 90 vjet.
Shtyp kopjimi
Në 1780, Watt shpiku dhe patentoi shtypshkronjën portative të kopjimit, e cila përbëhej nga një kuti që përmban ndarje për lapsa, stilolapsa, vizore dhe letër, dhe një ndarje të dedikuar për kopjimin e letrës. Kutia e metalizuar përmbante një furnizim me bojë dhe ujë për 24 fletë kopje. Një mbulesë metalike u përdor për të kapur fletën origjinale. Para fillimit të punës, fletët e kopjimit u mbajtën në një përbërje të veçantë për 12 orë. Kopjimi aktual u bë duke kthyer dorezën e aparatit, i cili rrotulloi dy rrotulla prej bronzi të vendosura në pjesën e poshtme të kutisë. Dokumenti origjinal u vendos në një pllakë kopjimi midis kapakëve të ashensorit. Ajo u shtyp mbi letrën e lagur të kopjes për të bërë një përshtypje, dhe kështu një kopje pasqyrë e dokumentit u mor në fletët e kopjes, e cila pas 24 orësh tharje ishte gati për përdorim. Kompania, e themeluar nga Watt, prodhoi makina të ngjashme deri në fund të shekullit të 19 -të, dhe u përdorën në punën e tyre nga njerëz të famshëm si Benjamin Franklin, George Washington dhe Thomas Jefferson.
Në vitet e tij të përparuara, shpikësi gjithashtu punoi në një makinë për kopjimin e skulpturave, një eidograf - një pajisje mekanike që ju lejon të kopjoni relievet, medalionet, statujat dhe gjërat e tjera të formës më komplekse me saktësi të lartë.
Video
Paralelogrami i Watt
Një mekanizëm i shpikur nga Watt në 1784 për t'i dhënë një pistoni një motor me avull lëvizje e drejtë... Paralelogrami përbëhet nga dy krahë horizontale të lidhur në mënyrë pivotale në skajet e krahut vertikal, i cili është i fiksuar në qendër të rrezes së urës dhe është i rrotullueshëm. Kthesat e pabarabarta kompensohen duke e kthyer krahun vertikal. Përdoret sot në boshti i pasmë në disa pezullime të makinave.
Matja e fuqisë
Watt sugjeroi përdorimin e konceptit të "kuaj -fuqi" si një masë e fuqisë. Kjo njësi matëse u përdor në shumicën e llogaritjeve deri në vitin 1882, kur Shoqata Britanike e Inxhinierëve vendosi të emërojë njësinë e fuqisë me emrin Watt - Watt. Ky ishte rasti i parë i përvetësimit në historinë e teknologjisë. emrin e vet Njësia matëse.
Dikur, motori me avull Newcomen u përdor me sukses për të pompuar ujë në miniera dhe kantiere, i cili zgjati më shumë se 50 vjet. Në të njëjtën kohë, e gjithë kjo strukturë kishte dimensione mbresëlënëse dhe kërkonte rimbushje të vazhdueshme të rezervave të qymyrit. Herë pas here, duheshin përdorur deri në 50 kuaj për të furnizuar motorin me avull me karburant. Në përgjithësi, gjithçka tregoi se kjo njësi kërkon përmirësim, e gjithë pyetja ishte vetëm se kush do të dilte me këtë ide së pari.
Fillimi i një epoke të re në mekanikë
Në mesin e viteve 1860, mekaniku i talentuar James Watt punoi në Universitetin e Glasgow. Pasi mori një urdhër për të riparuar motorin me avull Newcomen, dhe, pasi kishte kuptuar modelin e njësisë, Watt vendosi të përpiqej ta përmirësonte atë pak. Ai sugjeroi që do të ishte e mundur të zvogëlohej konsumi i karburantit të shtrenjtë nëse cilindri i motorit me avull nxehej vazhdimisht. Në fund të fundit, para kësaj, pistoni u zhvendos poshtë dhe bëri punë të dobishme për faktin se ena me avull ishte ftohur me anë të injektimit të ujit. Por për të sjellë në jetë këtë ide, ishte e nevojshme të merresha me problemin e kondensimit të avullit, të cilin Watt e zgjidhi mjaft elegante.
Sipas burimeve historike, ideja se si të kondensohet avulli erdhi në kokën e Watt krejt rastësisht, kur ai pa avionët e tij të shpëtonin nga kaldaja e lavanderi nën presion. James kuptoi se avulli është një gaz i zakonshëm, i cili mund të drejtohet lehtësisht nga një cilindër në një enë tjetër, duke krijuar një presion më të ulët në të. Për këto qëllime, Watt vendosi të përdorë një pompë evakuimi dhe një sistem tubash metalikë të shkarkimit që morën avull nga cilindri.
Motori me avull i James Watt
Përmirësimi tjetër kishte për qëllim që pistoni në cilindër të bëjë punë të dobishme jo për shkak të presionit atmosferik, por duke përdorur presionin e avullit. Vështirësia kryesore ishte të bënte të gjithë strukturën hermetike, sepse në atë kohë nuk ishte e lehtë për ta arritur këtë. Por Watt demonstroi punë të shkëlqyeshme të mendimit edhe këtu - në makinën e tij ai përdori litarin e kërpit të njomur në vaj si vulë. Ai ishte plagosur rreth pistonit në groove të veçanta, gjë që bëri të mundur që në pjesën më të madhe të zgjidhej ky problem.
Rëndësia e motorit të ri me avull për ndërtimin e lokomotivës me avull
James Watt regjistroi një patentë për shpikjen e tij në 1769. Në të njëjtën kohë, dokumenti deklaroi se ai nuk kishte shpikur një motor të ri me avull, por një motor me avull, temperatura e së cilës ishte gjithmonë e barabartë me temperaturën e avullit. Ndoshta, mekaniku i talentuar as nuk e dinte atëherë se sa i rëndësishëm do të bëhej përmirësimi i tij në të ardhmen për lokomotivat me avull. Për shkak të faktit se pistoni në motorin e ri lëvizi nën ndikimin e avullit, ishte e mundur të rritej fuqia e tij shumë herë, thjesht duke krijuar më shumë presion. Kështu, nuk kishte nevojë të rrisim dimensionet përsëri - fjala e fundit mbeti për kompakt motorët me avull, e cila shumë shpejt filloi të përdoret në të gjitha industritë.
James Watt lindi më 19 janar 1736 - Shpikësi anglez, e cila është emëruar pas njësisë së fuqisë vat. Përmirësimi i Watt në motorin me avull është një nga zhvillimet më domethënëse në historinë e teknologjisë. Ishte një nga ato shpikje që filloi Revolucionin Industrial në Angli në gjysmën e dytë të shekullit të 17 -të.
Biografia e James Watt është jashtëzakonisht interesante dhe udhëzuese. Ajo mund të jetë një shembull i biografisë së një inxhinieri të madh i cili jo vetëm që shpik diçka, por gjithashtu e çon çështjen në prodhimin dhe përdorimin e gjerë të shpikjes së tij.
Tek motori me avull
James Watt lindi në qytetin e vogël skocez të Greenock. Babai i tij ndërtoi shtëpi dhe anije, dhe gjithashtu kishte një punëtori ku bëheshin mjete të ndryshme. I vogli James Watt ishte një fëmijë i dobët. Edhe pse iu dha herët falas Shkolla fillore, për shkak të sëmundjes, ai shpesh qëndronte në shtëpi. Kam fituar në mënyrë të pavarur një njohuri të mirë të shkencave fizike dhe matematikore. Ai ishte veçanërisht i impresionuar nga libri i shkencëtarit holandez Graves dhe "Parimet themelore të fizikës", shkruar nën ndikimin e ideve të Njutonit. Në punëtorinë e prindërve të mi kam zotëruar instrumente të ndryshme.
Kur Watt ishte 18 vjeç, ata vendosën ta mësojnë atë të jetë një mekanik - ky ishte emri i mjeshtrit që bëri instrumente të sakta matematikore, gjeofizike dhe fizike në përgjithësi. Në verën e vitit 1754, James Watt shkoi për të studiuar zanatin në Glasgow, duke qëndruar me xhaxhain e tij Muirhead, profesor i gjuhëve të lashta në Universitetin e Glasgow. Kam kaluar një vit si nxënës në një punëtori, por u bë e qartë se ishte e pamundur të merrte trajnime të plota atje. Falë xhaxhait tim, takova disa profesorë universiteti, të cilët më vonë erdhën në ndihmë.
Me pëlqimin e babait të tij, Watt shkoi në Londër. Doli se këtu, për t'u bërë mjeshtër, sipas ligjeve të esnafit, duhej të ishe nxënës për shtatë vjet dhe të paguash një shumë të konsiderueshme të tarifave të shkollimit. James arriti të gjente një vend falas me një orëndreqës i cili gjithashtu i mësoi atij gdhendjen. Pas ca kohësh, Watt u bë një nxënës në punëtorinë e John Morgan për një vit me një tarifë shkollimi prej 20. Biznesi i babait u përkeqësua, Watt i ri jetoi shumë ekonomikisht, ishte në kërkim Të ardhura shtesë... Përkundër kësaj, Watt tregoi një dëshirë të madhe për të zotëruar zanatin. Duke filluar duke bërë punë të thjeshta, një vit më vonë prodhoi instrumente të tillë të sofistikuar si sekstanti reflektues.
Në fund të vitit 1756 J. Watt shkoi në Glasgow, ku donte të hapte punëtorinë e tij për prodhimin e instrumenteve matematikorë, por nuk mori leje nga punishtja. Për fat të mirë, me ndihmën e profesorëve të njohur, ai arriti të bëhet mekanik në Universitetin e Glasgow. Sigurisht që kishte një punë universitare vendimtare për të ardhmen dhe Watt dhe historinë e teknologjisë. Në veçanti, Watt takoi fizikanin dhe kimistin e famshëm J. Black, i cili zbuloi të ashtuquajturën nxehtësi latente të avullimit. Watt gjithashtu u miqësua me shumë studentë. Profesori i famshëm Robison kujtoi se si, si student, ai u takua me Watt dhe u mahnit me njohuritë e tij. Studentët e ballafaquar me vështirësi shpesh iu drejtuan mekanikut të ri për këshilla. Dhe ai, nëse nuk e dinte përgjigjen e pyetjes, filloi ta studionte atë. Për të lexuar një nga veprat e para në makina, Watt studioi gjermanisht, dhe më vonë, në një rast të ngjashëm, italisht.
Shpikje
Seriozisht, Watt filloi të punojë në motorin me avull pas dimrit të 1763-1764. riparoi një model të motorit me avull të Newcomen që i përkiste Fakultetit të Filozofisë Natyrore në Universitetin e Glasgow.
Motori me avull Newcomen u shpik në 1711 dhe përfundimisht gjeti përdorim të gjerë për pompimin e ujit nga minierat e qymyrit. Makina e përmirësuar Newcomen funksionoi si më poshtë. Uji vlonte në kazan. Mbi bojlerin ishte një cilindër makine i lidhur me një rreze shtëpie. Kur pistoni u ngrit, avulli u fut në cilindër. Pas arritjes së pistonit pozita e lartë, furnizimi me avull u mbyll dhe uji i ftohtë u injektua në cilindër. Avulli u kondensua, u krijua një vakum, dhe për shkak të presionit atmosferik, pistoni u zhvendos poshtë - kjo ishte lëvizja e punës e makinës.
Kur Watt riparoi një makinë model Newcomen, doli se kishte nevojë për një sasi të tepërt të ujit të ftohtë të injektuar. I intriguar nga ky fenomen, Watt filloi kërkime të gjera. Ai arriti në përfundimin se performanca e dobët e modelit në krahasim me makinë e vërtetë E sapoardhur është shkaktuar nga kondensimi i avullit të gjallë kur hyni në cilindër. Ai kreu eksperimente në të cilat studioi vetitë themelore të avullit: marrëdhënien midis presionit dhe temperaturës, përcaktimin e vëllimit specifik të avullit, nxehtësinë latente të avullimit. Pas kësaj, ai kërkon një mjet për të zvogëluar kondensimin fillestar të avullit. Unë e vendosa atë për përdorim më të mirë avulli, është e nevojshme që cilindri të ketë temperaturën e avullit që hyn në të dhe të mos ftohet. Prandaj, Watt doli me idenë e kondensimit të avullit në një frigorifer të veçantë. Duhet të theksohet se, duke kryer eksperimente, Watt u konsultua me J. Black.
Përveç një frigorifer të veçantë, Watt bëri disa përmirësime të tjera: ai sugjeroi përdorimin e dylli ose yndyrat për të mbyllur pistonin, mbyllni pjesën e sipërme të cilindrit me një kapak përmes të cilit kalon një shufër e rrumbullakët. Përveç kësaj, ai sugjeroi që cilindri të mbulohej me dru ose izolim tjetër.
Zbatimi i shpikjes
Në 1765 Watt ndërton gjithnjë e më shumë modele te medha makinën e tij dhe sigurohet që vendimet e marra, por nuk kishte fonde të mjaftueshme për të vazhduar kërkimin. Miqtë, veçanërisht Zi, u përpoqën të ndihmojnë Watt duke organizuar mbështetjen e disa kapitalistëve. Së pari, Watt u ndihmua nga shoku i Black Dr. Rebuk, një kimist i famshëm dhe prodhues hekuri.
Marrëveshja e përfunduar nga Watt dhe Rebuk përcaktonte që ky i fundit do të merrte dy të tretat e fitimeve që rrjedhin nga përdorimi i motorit me avull. Në vend të kësaj, ai u zotua të financojë eksperimentet me makinën dhe të paguajë për një patentë. Më 5 janar 1769, Watt mori një patentë për "një metodë për zvogëlimin e konsumit të avullit dhe, si rezultat, të karburantit në makinat e zjarrit". Patenta u dha për 14 vjet. Prodhimi ka filluar makina te medha, por më pas punët e Rebuk u përkeqësuan dhe puna pushoi.
Duhet të theksohet se në 1768 J. Watt takoi një inxhinier dhe sipërmarrës të shquar M. Bolton - pronar i një fabrike të përpunimit të metaleve në Birmingham - dhe donte ta tërhiqte atë në të tretin në kompani, por Bolton refuzoi. Kur Rebuk falimentoi në 1773, makina e Watt dhe të drejtat për të ardhurat e ardhshme kaluan në juridiksionin e departamentit të falimentimit të kreditorëve dhe Bolton i bleu ato. Në të njëjtën kohë, ai hyri në një marrëveshje me Watt me të njëjtat kushte si Rebuk: ai mori mbi vete kostot që lidhen me eksperimentet dhe prodhimin e motorit me avull, si dhe ana komerciale ndërmarrjeve. Watt mori përsipër të kryejë kërkime dhe dizajn të mëtejshëm të makinës.
Në 1774 Watt u transferua në Birmingham dhe që nga ajo kohë filloi periudha më e frytshme e aktivitetit të tij - zbatimi i projektit fillestar të një makine ngritëse uji dhe krijimi i një lloji të ri të makinës - veçanërisht për qëllimet e fabrikës.
Së pari, ata ridizajnuan disa pjesë, u mblodhën dhe filluan një makinë të bërë në uzinën Rebuka me një cilindër me diametër 18 inç (457 mm) dhe një goditje pistoni prej 5 këmbësh (1.5 m). Testet kanë treguar se kjo makinë është 3-4.5 herë më ekonomike sesa makinat e Newcomen.
Por, para se të organizonin prodhimin e makinave, Watt dhe Bolton u kujdesën për zgjatjen e patentës. Kjo çështje u shqyrtua nga parlamenti, i cili zgjati patentën për 25 vjet, domethënë deri në 1800.
Filluan të mbërrinin porositë për makina. Në 1780, Watt ndërtoi 40 makina, gjysma e të cilave u instaluan në minierat e bakrit në Cornwall. Bolton bëri biznes në fabrikë, dhe Watt duhej të kalonte shumë kohë në Cornwall - instalimin e makinave, fillimin e tyre, testimin, llogaritjet financiare me pronarët e minierave. Në fillim, prodhimi nuk dha fitim: organizimi i prodhimit kërkonte kosto fikse. Për më tepër, pronarët e minierave paguan patentën në kohën e gabuar. Paditë u shkelën kundër mospaguesve, të cilët, siç është zakon në Angli, ishin shumë të ngadaltë dhe të kushtueshëm. Vetëm në 1786-1787. rastet u përmirësuan, në veçanti, u fituan procedura kundër pronarëve të minierave në lidhje me shpërblimin.
Kishte edhe vështirësi të tjera. Në veçanti, fabrika nuk kishte mjaft punëtorë të mirë. Për shkak të mungesës së asistentëve të kualifikuar, vetë Watt kreu eksperimente, bëri vizatime dhe instaloi makinat e tij. Me kalimin e kohës, uzina zhvilloi një lloj "normal" të makinave për ngritjen e ujit veprim i thjeshtë(shih Figurën), e cila u përdor për të pompuar ujin.
Përmirësimi i motorit me avull
Përparimet e para dhe një nga më të rëndësishmet në motorin me avull ishte përdorimi i zgjerimit të avullit, furnizimi me avull në cilindër nuk ishte me shpejtësi të plotë pistoni Watt mori një patentë për këtë shpikje në 1782. Në përshkrimin e shpikjes, Watt tregoi një të katërtën e goditjes së pistonit si një kohëzgjatje të favorshme të injektimit të avullit.
Në mënyrë që motori me avull të përdoret për të drejtuar veglat e makinerisë, ishte e nevojshme të konvertohej lëvizja lëkundëse e rrezes së ekuilibrit në rrotullim të vazhdueshëm të boshtit. Mënyra më e lehtë për ta bërë këtë ishte duke përdorur një shufër fiksimi. Por në 1780, disa Picard morën një patentë për përdorimin e një fiksimi në "motorët e zjarrit". Prandaj, Watt gjeti mënyra të tjera për të zgjidhur problemin, në veçanti, shpiku një mekanizëm, të ashtuquajturën "rrota diellore dhe planetare", e cila u përdor në makinat e Watt deri në skadimin e patentës së Picard.
Watt më pas mori një patentë për një makinë me veprim të dyfishtë, në të cilën avulli shtypte mbi një pistoni alternuar në të dy anët. Por krijimi i një makine me veprim të dyfishtë kërkoi një ndryshim në metodën e transferimit të forcës nga pistoni në balancues: transmetimi i zinxhirit, i cili ishte përdorur më parë, nuk mund të transferonte forcat shtypëse. Pastaj Watt krijoi të ashtuquajturin paralelogram të Watt.
Një makinë e krijuar për të drejtuar veglat e makinës duhet të ketë një uniformitet të lartë të lëvizjes. Për ta siguruar këtë, Watt shpiku rregullator automatik- rregullatori qendror i lidhur me valvulën e mbytjes.
Më pas, ai bëri shumë risi të tjera - ai përdori një matës presioni të merkurit për të matur presionin në një kazan, një gotë matës uji në kaldaja, një matës vakumi të merkurit në një kondensator. Ai gjithashtu bëri shumë shpikje të tjera.
Më pas, meritat e Watt u njohën përgjithësisht. Në 1784 ai u zgjodh anëtar i Shoqërisë Mbretërore të Edinburgut, në 1785 - i Londrës, dhe në 1814 - i Akademisë së Shkencave të Parisit.