瓦特还会发明蒸汽机吗(瓦特的蒸汽机)

上中学的时候,我们的历史教科书上是这样写的:

瓦特,蒸汽机之父。

打开百科,也可以看到:

詹姆斯·瓦特(James Watt,1736年1月19日—1819年8月25日),英国发明家、企业家,第一次工业革命的重要人物,1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。

瓦特还会发明蒸汽机吗(瓦特的蒸汽机)(1)

他开辟了人类利用能源新时代,使人类进入“蒸汽时代”。

瓦特还会发明蒸汽机吗(瓦特的蒸汽机)(2)

能看出来,瓦特与蒸汽机的关系十分密切

但是,蒸汽机最早,却并不是瓦特发明的,仅仅是由于瓦特对于蒸汽机的改良,才让这场突如其来的工业革命,成为了两千年来人类历史上发生的最重大的革命!

然而,是谁发明了蒸汽机呢?

查询资料显示,一个叫做希罗的科学家,在公元1世纪,发明了世界上第一个利用蒸汽驱动的机器,叫做:汽转球。

瓦特还会发明蒸汽机吗(瓦特的蒸汽机)(3)

这个装置是最早的蒸汽机雏形,但是遗憾的是,它并没有实际的应用意义。在更多的人眼中,它更像是一个玩具!

啥样的呢?我们自己都可以制作:

1.准备一个易拉罐,里面装满水;

2.在易拉罐两端,各插两个小孔,小孔插上导气管;

3.将易拉罐悬挂起来;

4.点燃蜡烛,烘烤易拉罐底部;

5.观察易拉罐。

此时,我们能惊讶的看到,易拉罐受热,两边的小孔处,导气管在呼呼的冒着热气,根据作用力和反作用力,易拉罐逐渐开始动了起来!

瓦特还会发明蒸汽机吗(瓦特的蒸汽机)(4)

神奇的动力学!热能转换成动能!

这个叫希罗的科学家发明了这个玩意,只能给当世乃至后世的人这样一个印象:

这个人很厉害,设计了一个利用蒸汽原理来驱动的玩具!

这样的原理,直到瓦特出现,才彻底让它走上了实用的道路,此时,距离希罗发明汽转球,已经过了1700年。

时间,还要回到1763年,当时已经在着手研究蒸汽机改良的瓦特,得知格拉斯哥大学有一台蒸汽机正在伦敦修理,他哀求校方能够召回这台机会,让自己来研究研究。

经过努力,瓦特拿到手了,他发现这台修理后这台蒸汽机勉强可以工作,但是效率很低。

经过分析,原因在于气缸里的蒸汽,做了大量的无用功!它们80%的热量,都用在了维持气缸的温度上。

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经过大量实验,瓦特发现效率低的原因是由于活塞每推动一次,气缸里的蒸汽都要先冷凝,然后再加热进行下一次推动,从而使得蒸汽80%的热量都耗费在维持气缸的温度上面。

过了两年,瓦特决定将冷凝器与气缸分离开来,使得气缸温度可以持续维持在注入的蒸汽的温度,并在此基础上很快建造了一个可以连续运转的模型。

瓦特还会发明蒸汽机吗(瓦特的蒸汽机)(6)

此后,瓦特在企业家约翰·罗巴克(John Roebuck)的资金帮助下,开始了新式蒸汽机的试制,并成为新公司的合伙人。

13年之后,也就是1776年,由瓦特牵头研发的第一批新型蒸汽机制造成功并应用于实际生产。

但这批蒸汽机由于还只能提供往复直线运动而主要应用于抽水泵上。

于是,瓦特开始继续研究如何将蒸汽机的直线往复运动转化为圆周运动,以便使得蒸汽机能为绝大多数机器提供动力。

1781年,瓦特公司的雇员威廉·默多克(William Murdoch)发明了一种称为“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统,并以瓦特的名义成功申请了专利。这一发明绕开了曲柄专利的限制,极大地扩展了蒸汽机的应用。

之后的6年里,瓦特又对蒸汽机作了一系列改进并取得了一系列专利:发明了双向气缸,使得蒸汽能够从两端进出从而可以推动活塞双向运动,而不是以前那样只能单向推动;使用节气阀门与离心节速器来控制气压与蒸汽机的运转;发明了一种气压指示工器来指示蒸汽状况;发明了三连杆组保证气缸推杆与气泵的直线运动。由于担心爆炸的危险以及泄露问题,瓦特的早期蒸汽机都是使用低压蒸汽,后来才引进了高压蒸汽。

1785年以后,瓦特改进的蒸汽机首先在纺织部门投入使用,受到广泛欢迎。

可以看出,从希罗最初构建蒸汽机模型,到后来瓦特改良,其实还经过了很长的路,而瓦特改良蒸汽机,也用了将近20年的时间。

我们能悟出什么道理呢?

认准一个方向持续发力,不断思考,总能成就一番事业,古人如此,今朝也应该如此,仅以此话,与君共勉!

关键是,别放弃!别虚度这青春岁月!#詹姆斯·瓦特##工业革命#

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