Радиоприемник Попова (1895 г.)Одним из самых известных примеров спора о научно-технических приоритетах является вековой спор между Россией и остальным миром об изобретении радио. Следует сказать, что радио является первым техническим средством, которое было использовано для
ПРАМЕНЬ — Производство и поставка расходомеров, счетчиков топлива. — ООО ПРАМЕНЬ. Производство расходомеров, дозаторов, искробезопастных барьеров
Звоните: +74993488793, +74957776675доб 29797, 810 375293333813 Факс: +7 (495) 777-66-75 доб. 37645 WhatsApp;Viber. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов.
- JavaScript должен быть включен для просмотра этой страницы (JavaScript должен быть включен)
- Продукция
- Расходомеры
- Вращающиеся расходомеры
- Датчики
- Расходомеры
- Расходомеры
- Машины
- Сервис
- Гарантийное обслуживание
- Послепродажное обслуживание
- Машины
- Выбор насоса
- Выбор пневматических двигателей
- Выбор материала
- Выбор расходомера
- Примеры применения
- Расходомеры
- Нефтепродукты
- Энергия
- Газы
- Вода
- Металлургия
- Пищевая промышленность
- Коммерческий учет
- Химикаты
- Фармацевтика
- Производство оборудования
- Транспорт
- Метрология
- Энергия
- Транспорт
- Пищевая промышленность
- Расходомеры с гидродинамическими методами
- Расходомеры с непрерывным потоком
- Расходомеры, основанные на различных физических явлениях
- Расходомеры, основанные на специальных методах
- Проточная микрометрия
- Расход топлива
- Контроль топлива
- Поддерживает
- Подробности
- Сертификаты
История паровых машин и двигателей
Вот краткий обзор истории развития технологии коньков с 16 века до наших дней.
С древних времен и до наших дней большинство изобретателей занимались проблемой облегчения человеческого труда. Идея замены людей машинами всех видов и повсеместно вдохновляла инженеров и в наше время (включая Скайнет и Джона и Сару Коннор). В начале технического прогресса мыслители сосредоточились на механизации наиболее важных процессов — транспортировке воды и грузов.
В качестве источников энергии использовались силы ветра, воды и пара, доступные в то время. Далее мы рассмотрим конструкции, использующие два последних источника, а именно насосы, гидравлические двигатели и паровые машины. За триста лет развития индустриального общества были предложены десятки тысяч различных конструкций преобразования механической энергии, и в данном обзоре мы рассмотрим наиболее близкую к цилиндрической лопастной конструкции. Однако в настоящее время все перечисленные ниже системы оправдали надежды своих изобретателей и используются в качестве расходомеров.
Определения
Паровая машина (паровоз) — это тепловая машина, выполняющая механическую работу с использованием пара в качестве рабочей среды.
Паровые двигатели обычно являются двигателями внутреннего сгорания, в которых тепло подводится к рабочему телу за счет топлива, находящегося вне двигателя.
Насос — это устройство для перемещения жидкостей, например, жидкостей, газов или суспензий.
Насос перемещает объем физически или механически. Насосы делятся на три основные группы: Прямые насосы, объемные насосы и гравитационные насосы.
Расходомер — это устройство, используемое для измерения количества вещества, протекающего через единицу площади за единицу времени.
Скоростной насос Pappenheim
Самые ранние источники ссылаются на Рамелли (1588), который предложил лопастной насос для перекачки воды, и Паппенгейма, который предложил шестеренчатый насос (1636), используемый сегодня для перекачки смазочного масла в автомобильных двигателях. Хотя ни один из них не предложил использовать свою конструкцию в качестве парового двигателя, эти конструкции повторяются в истории проектирования паровых двигателей.
Французский военный инженер Жозеф Кюньо построил повозку с паровым двигателем около 1771 года. Он мог передвигаться со скоростью 3,6 км/ч и перевозить четырех человек.
Читайте также
Изобретение иероглифов Почему, читая иностранный рассказ, роман или историческое повествование, мы понимаем, что это не русское произведение? Поскольку иностранные имена литературных персонажей, иностранные названия мест или растений в
Секреты русского «паровоза» в Берлине К концу октября 1914 года немецкая администрация поняла, что война затягивается. Убедившись, что русская армия слабее британской и французской, он постепенно начал перебрасывать войска на Восточный фронт,
ИЗОБРЕТЕНИЕ КНИГОПЕЧАТАНИЯ
Иоганн ГутенбергВажность этого изобретения невозможно переоценить. Широкое распространение знаний благодаря изобретению печатной книги значительно ускорило развитие человечества. Прогресс был достигнут во всех областях деятельности.
Так выглядел один из первых телефоновТелефон — это изобретение, которое изменило жизнь людей, их привычки и восприятие действительности. Это позволило по-другому взглянуть на расстояние и быстро распространить информацию.
ИЗОБРЕТЕНИЕ РАДИО
Радиоприемник Попова (1895 г.)Одним из самых известных примеров спора о научно-технических приоритетах является вековой спор между Россией и остальным миром об изобретении радио. Следует сказать, что радио является первым техническим средством, которое было использовано для
5.8 Изобретение колеса 7. Колесо и колесница были изобретены еще во времена индоевропейского единства, т.е. в первоначальной области ближневосточной цивилизации. Это следует из того очевидного факта, что колесо было известно уже в индоевропейский период.
Этот извергающий дым и пар промышленный город, по которому бегали взад и вперед герои романа Чарльза Диккенса «Тяжелые времена», был продуктом парового двигателя и плодом паровой революции.
В каком году и кем были изобретены современные устройства в мире?
Мировая промышленность нуждалась в мощной машине, не зависящей от сил природы. Ученые многих стран работали над созданием машины, работающей на пару. В XVIII. века в мире появились современные паровые машины.
Изобретение Томаса Севери
В 1698 году англичанин Томас Сэвери разработал паровой насос без поршня, который был отделен от основной части машины. Вскоре насос нашел применение в «огнетушителе».
Изобретение имело некоторые недостатки
- энергия пара была потеряна при охлаждении резервуара,
- высокое давление создавало опасность взрыва,
- расход топлива был слишком высоким,
- насос не работал на глубине более 15 метров, хотя использовались шахты глубиной до 100 метров.
Несмотря на эти недостатки, устройство использовалось до тех пор, пока Томас Ньюкомен не создал паровой двигатель.
Создание аппарата Ньюкомена
В 1705 году была разработана последняя модель — двигатель Ньюкомена, который был самым современным паровым двигателем в мире на тот момент. Изобретение Ньюкомена работало в течение 50 лет.
Англичанин Томас Ньюкомен разрабатывает паровую машину для водяного насоса с высоким КПД.
Машина работает при атмосферном давлении. Принцип работы парового двигателя Томаса Ньюкомена заключался в следующем:
- Конструкция котла состояла из вертикального цилиндра с поршнем, двухстороннего рычага, цепи и насоса с другой стороны.
- Пар производился в отдельном котле.
- Поршень был обтянут кожей для герметизации.
- Нагретый в котле пар поднимал поршень, который толкал насос вниз через коромысло и перекачивал воду.
Модель Ньюкомена выглядела громоздкой и использовала много угля. Тем не менее, изобретение было успешно использовано:
- Откачка воды из шахт,
- осушение болот,
- снабжение городов водой,
- электричество для фабрик и заводов.
Благодаря изобретению Ньюкомена были вновь открыты затопленные шахты в Англии, а в 1722 году в Кронштадте за две недели смогли откачать воду с корабля, на что раньше потребовался бы год. Основой для изобретения Ньюкоменом первой современной системы послужила система Севери.
Джеймс Уатт
В 1769 году появилась последняя модель паровой машины Джеймса Уатта, которая отличалась высокой эффективностью, низким расходом топлива и малыми размерами.
Однажды в 1763 году Джеймс Уатт, инженер из Глазго, ремонтировал изобретение Ньюкомена. Во время работы у него возникла идея, как снизить расход топлива. Проблема заключалась в том, что часть пара терялась на нагрев цилиндра после охлаждения его водой, что значительно снижало эффективность системы. Уатт понимал необходимость создания двигателя с замкнутым циклом.
Идея возникла, когда Уатт, проходя мимо стиральных машин, заметил пар, выходящий из-под котлов. Ученый понял, что пар — это газ, который необходимо подавать в цилиндр под пониженным давлением. Газ должен был подаваться в конденсатор для охлаждения, а оттуда обратно в систему, создавая замкнутый контур.
Герметичность двигателя достигалась с помощью обычной пеньковой веревки, пропитанной маслом. Таким образом, поддерживалась температура в паровом котле.
Кто создал ПМ в России?
Первый русский паровой двигатель был разработан инженером Иваном Ивановичем Ползуновым (1763) с Алтая, двухцилиндровый вакуумный двигатель, который мог приводить в движение кожухи вентиляторов на заводах Барнаула и Колывано-Воскресенска.
Проект понравился Екатерине II, которая даже наградила Ползунова 400 рублями и присвоила ему звание капитан-лейтенанта. Конструирование машины было поручено автору. Он и его помощники разработали машину за 1 год и 9 месяцев, но он умер от чахотки, не успев испытать ее.
Испытания были успешно проведены инженерными помощниками в 1766 году. Машина была полностью автоматической и могла использоваться в непрерывном режиме — ее сразу же приняли.
Изобретение окупилось и приносило прибыль, но требовало небольшого ремонта котла, в чем руководство завода не было заинтересовано. Поэтому великое изобретение нашего соотечественника было заброшено и сдано в металлолом как запасная часть.
Принципы работы
Первые паровые двигатели были основаны на использовании пара, образующегося при кипении воды. Вода впрыскивалась в цилиндр с горячим паром, чтобы охладить его, и холодный пар конденсировался, создавая вакуум.
Под действием атмосферного давления поршень в цилиндре опускался вниз, в то же время пар поступал в другой цилиндр и поднимал его вверх. Уголь использовался для нагрева воды.
Это было рождение двигателя внутреннего сгорания. Во время эксплуатации первых паровых электростанций исследователи научились использовать преобразование тепловой энергии в механическую.
Сила пара позволила строить фабрики повсюду. Она также обеспечивала надежную энергию. Но со временем паровой двигатель был в значительной степени заменен электричеством и двигателем внутреннего сгорания.
Сокращая расходы на топливо
Решение, предложенное Уаттом, заключалось в подключении второго цилиндра, называемого теплообменником, к первому. Выхлопной пар будет конденсироваться в теплообменнике, и первый цилиндр будет все время оставаться горячим — это позволит снизить расход топлива. Оказалось, что двигатель Уатта потреблял лишь четверть того количества топлива, которое требовалось ранее.
Джеймс Уатт был ученым и изобретателем, а не бизнесменом. Если бы не Мэтью Болтон, проекты Уатта так бы и остались в черновом варианте. Теплообменник, разработанный при финансовой поддержке Болтона, был лишь первым вкладом Уатта в конструкцию локомотива, за которым последовали другие. Промышленная революция объединила изобретателей, у которых были интересные идеи, и предпринимателей, у которых был капитал, чтобы превратить эти идеи в конкретные меры, приносящие доход.
Его идеи не принесли ему немедленной славы и богатства. Как и многие другие изобретатели, Уатт не смог собрать деньги на воплощение своих идей в жизнь. Прошло двенадцать лет, прежде чем он смог продать свою первую машину. В 1776 году Уатт стал партнером бирмингемского промышленника Мэтью Болтона (1728-1809), и Болтон помог ему разработать паровые двигатели.
И это было только начало. Уатт продолжал совершенствовать и улучшать механизм и в конце концов нашел способ преобразовать поступательное движение поршня во вращательное.
СОБЫТИЯ И ПРОИСШЕСТВИЯ
- Первым паровым локомотивом, использовавшимся в промышленности, был «Друг шахтера». Он был запатентован в 1698 году Томасом Савери, горным инженером из Корнуолла.
- Когда Джеймс Уатт строил модель своего первого двигателя, он очень торопился. Не найдя нужного фитинга, он одолжил у жены наперсток, чтобы закрыть им конец трубы.
- До встречи с Болтоном Уатт настолько потерял веру в успех, что отказался от идеи создания парового двигателя и четыре года работал в Шотландии, строя каналы.
- Преимущества Уатта не ограничивались тем, что он усовершенствовал паровой двигатель. Он изобрел метод копирования документов, основанный на химических процессах, который широко использовался в течение следующих ста лет.
- В 1784 году Уатт вытащил трубы из котельной в своем кабинете и пустил по ним горячий пар. Это был первый случай использования пара для центрального отопления.
- В 1789 году Уатт изобрел губернатор — устройство для регулирования скорости парового двигателя. Это позволяло поддерживать постоянную скорость независимо от температуры котла, что облегчало работу.
- В 19 веке единица мощности — ватт — была названа в честь Джеймса Уатта.
Пар завоевывает мир
Паровая машина Ньюкомена, впервые установленная в 1712 году.
Это был настоящий прорыв. Вращательное движение может найти гораздо более широкое применение. От коленчатого вала движение могло передаваться на ткацкие станки и другие ткацкие машины с помощью приводных ремней. Теперь пар мог заставить вращаться колеса самоходных вагонов.
Первые попытки использовать пар для создания новых средств передвижения были предприняты в 1770-х годах. Эти локомотивы ездили по дорогам, но вскоре для парового двигателя было найдено другое применение — железная дорога. Уатт прожил до 1819 года и дожил до начала промышленной революции, вызванной его изобретением, но до эпохи железных дорог он не дожил еще шесть лет.
Век пара
К середине девятнадцатого века вся промышленность работала на паровом топливе. Все, от текстиля до пушек, теперь производилось с помощью паровых двигателей. Локомотивы тянули поезда; даже строительная техника железной дороги была оснащена паровыми двигателями. А на море паруса постепенно уступали место паровым машинам.
Однако Промышленная революция была связана не только с изменением технологии производства, хотя и это было важно. Строительство новых машин и заводов требовало денег, которые нужно было выплачивать задолго до того, как заводы приносили прибыль. Так же как Уатт нуждался в Болтоне для финансовой поддержки своих планов, промышленная революция нуждалась в богатых людях, готовых вложить свои деньги в дело. Промышленная революция также была капиталистической революцией. Создавались компании, банки охотно инвестировали в промышленность, появлялись предприниматели, которые зарабатывали на жизнь, объединяя научные идеи и капитал.
Французский военный инженер Жозеф Кюньо построил повозку с паровым двигателем около 1771 года. Он мог передвигаться со скоростью 3,6 км/ч и перевозить четырех человек.
Победители и проигравшие
Но что случилось с обычными людьми, которые не были ни изобретателями, ни банкирами, ни капиталистами? Паровая машина изменила жизнь многих из них. В девятнадцатом веке, например, текстиль производился в небольших мастерских с ручным оборудованием. Очень часто мастерской управляла одна семья. На новых фабриках ткани изготавливались на ткацких станках, приводимых в движение паровыми двигателями. Работа была простой и не требовала особых навыков, поэтому мужчин-рабочих заменили женщины и даже дети.
Было создано много новых рабочих мест, но работа на заводах была изнурительной и монотонной. Люди стали стекаться в большие промышленные города, где им приходилось жить в ужасно тесных квартирах и дышать токсичным воздухом, потому что трубы заводов выбрасывали клубы дыма и сажи. Поскольку промышленности требовалось все больше и больше угля, шахтерам приходилось спускаться все глубже и глубже в землю, и их работа становилась все более опасной.
На смену пару
Эра паровых двигателей закончилась в 1950-х годах. Он просуществовал более 150 лет. Сегодня промышленность работает на электричестве. Пароходов больше нет, а топливом для автомобилей и поездов служит нефть. Но огромные изменения, произошедшие за последние два столетия, начались с Джеймса Уатта и его парового двигателя.
Не все эти изменения были к лучшему. Соперничество между промышленными державами привело к двум мировым войнам в двадцатом веке. Разрыв между промышленно развитыми странами и остальным миром остается большим. Миллионы людей, работающих на заводах, хотели бы зарабатывать на жизнь другими способами. Когда Джеймс Уатт усовершенствовал машину Ньюкомена, он привел в движение изменения, которые до неузнаваемости изменили облик мира.
Двигатель Jonova ни в коем случае не является новой конструкцией, существуют сотни конструкций двигателей типа «Jonova», только благодаря проекту Университета Аризоны он становится популярным. Нажмите на следующие фотографии, чтобы перейти на сайт.
Принцип работы парового двигателя
Локомотив приводится в движение горячим паром от кипящей воды, который необходим для движения поршней вперед и назад. Движение поршня затем используется для поворота колес и движения автомобиля. Для получения пара большинство двигателей нагревали воду, сжигая уголь.
Где применяется изобретение
Паровая машина стала универсальной конструкцией, способствовавшей быстрому развитию научно-технического прогресса. До появления паровой энергии многие фабрики и мельницы работали на воде или воздухе. Эти источники были ненадежными, поскольку реки могли пересыхать или замерзать, а ветер дул не всегда.
Сила пара позволила строить фабрики повсюду. Она также обеспечивала надежную энергию. Но со временем паровой двигатель был в значительной степени заменен электричеством и двигателем внутреннего сгорания.
Однако паровая энергия и сегодня используется в различных отраслях промышленности. Многие современные электростанции используют пар, получаемый при сжигании угля, для выработки электроэнергии.
Паровая машина стала важнейшим изобретением, оказавшим значительное влияние на развитие научно-технического прогресса. Это произвело революцию в науке того времени. Однако некоторые из его принципов используются и сегодня.
8 Цитируется в Richard L. Hills, Power from Steam: A History of the Stationary Steam Engine (Cambridge: Cambridge University Press, 1993), 49. Смитон написал это в отчете для Комиссии флота, убеждая их не использовать двигатель Wasborough (см. ниже) для помола зерна в рамках снабжения флота.
Когда был изобретен паровой двигатель
Паровая машина — это тепловой двигатель внешнего сгорания, который преобразует энергию пара в механическую работу по возвратно-поступательному движению поршня, а затем во вращательное движение вала. В более широком смысле паровой двигатель — это двигатель внешнего сгорания, преобразующий энергию пара в механическую работу.
Горизонтальный стационарный двухцилиндровый паровоз для привода заводских передач. Выставка конца XIX века в Музее промышленной культуры. Нюрнберг
Значение паровых машин
Паровозы использовались в качестве тяговых двигателей на насосных станциях, паровозов, пароходов, тракторов, паровых вагонов и других транспортных средств. Паровые двигатели способствовали широкому коммерческому использованию машин на заводах и составили энергетическую основу промышленной революции 18 в. На смену паровым двигателям пришли двигатели внутреннего сгорания, паровые турбины и электродвигатели, которые были более эффективными.
Паровые турбины, обычно являющиеся разновидностью паровых локомотивов, до сих пор широко используются в качестве двигателей для выработки электроэнергии. Около 86 % электроэнергии, вырабатываемой в мире, производится с помощью паровых турбин.
Принцип действия
Для привода паровоза необходим паровой котел. Расширяющийся пар приводит в движение поршень или лопасти паровой турбины, движение которых передается другим механическим частям. Одним из преимуществ двигателей внешнего сгорания является то, что, поскольку котел и паровая машина находятся отдельно, можно использовать практически любое топливо — от шлама до урана.
Первое известное устройство с паровым двигателем было описано Героном Александрийским в I веке. Пар, выходящий по касательной из сопел, соединенных со сферой, заставляет сферу вращаться. Настоящая паровая турбина была изобретена гораздо позже, в средневековом Египте, арабским философом, астрономом и инженером XVI века Таги аль-Диномом. Он предложил метод вращения гребного винта с помощью потока пара, направленного на весла, прикрепленные к ободу колеса. Подобная машина была предложена в 1629 году итальянским инженером Джованни Бранка для вращения цилиндрического швартовного устройства, которое попеременно поднимало и отпускало пару шеек на шлицевом и цапфовом рычагах. Поток пара в этих ранних паровых турбинах не был концентрированным, и большая часть энергии рассеивалась во всех направлениях, что приводило к значительным потерям энергии.
Однако дальнейшее развитие парового двигателя требовало экономических условий, при которых конструкторы могли бы получать прибыль от своих результатов. Таких условий не было ни в античности, ни в Средние века, ни в эпоху Возрождения. Только в конце XVII века паровые машины стали создаваться как отдельные диковинки. Первый двигатель был разработан испанским изобретателем Джеронимо Аджансом де Бомоном, изобретения которого повлияли на патент Т. Севери (см. ниже). Принцип и применение паровых двигателей также были описаны в 1655 году англичанином Эдвардом Сомерсетом. В 1663 году он опубликовал план и установил паровое устройство для подъема воды на стене Большой башни в замке Раглан (полости в стене, где была установлена машина, все еще видны в 19 веке). Но никто не захотел рисковать деньгами ради этой революционной идеи, и паровой двигатель остался неиспользованным. Одной из попыток французского физика и изобретателя Дени Папена было создание вакуума в закрытом цилиндре. В середине 1670-х годов он работал в Париже вместе с голландским физиком Гюйгенсом над машиной, которая выпускала воздух из цилиндра, выстреливая в него порох. Признавая несовершенство вакуума, созданного таким образом, Папен после прибытия в Англию в 1680 году создал версию того же цилиндра, в котором он добился более полного вакуума, используя кипящую воду, сконденсированную в цилиндре. Таким образом, он смог поднять груз, прикрепленный к поршню веревкой, натянутой на шкив. Система работала как демонстрационная модель, но для повторения процесса необходимо было разобрать и снова собрать все устройство. Папен быстро понял, что для автоматизации цикла производство пара в котле должно осуществляться отдельно. Поэтому Папен считается изобретателем парового котла, проложившим путь к паровому двигателю Ньюкомена, но не предлагавшим конструкцию работающего парового двигателя. Папен также разработал лодку, приводимую в движение приводным колесом в сочетании с идеями Таг-аль-Дина и Севери; ему также приписывают изобретение нескольких важных устройств, таких как предохранительный клапан.
Ни одно из описанных устройств не было реально использовано в качестве средства решения полезных проблем. Первым промышленно используемым паровым двигателем была «пожарная машина», разработанная в 1698 году Томасом Севери, английским военным инженером. Севери получил патент на свое устройство в 1698 году. Это был поршневой паровой насос, который, очевидно, был не очень эффективен, поскольку тепло пара терялось каждый раз, когда корабль остывал, и был довольно опасен в эксплуатации, поскольку высокое давление пара иногда приводило к взрыву баков и труб машины. Поскольку устройство можно было использовать как для вращения колес водяной мельницы, так и для откачки воды из шахт, изобретатель назвал его «другом шахтера».
Решение было найдено, когда инженер, проходивший мимо моечных машин, заметил пар, выходящий из-под крышек котлов. Он предположил, что пар — это газ, который должен двигаться в цилиндре низкого давления.
Лихорадка паровых мельниц
К концу девятнадцатого века почти все территории, прилегающие к крупным британским промышленным городам — Бирмингему, Ноттингему, Манчестеру и Шеффилду — были заселены и имели водные ресурсы. Доступ к водотокам был предметом жарких споров — к концу века только в графствах Йорк и Ланкастер истцы тратили на подобные тяжбы в общей сложности 10 000 фунтов стерлингов в год. 6
Нить Белпера в поперечном сечении. Построен в 1804 году на реке Дервент. Восемьдесят прялок вращают более 4 000 веретен.
Распространение хлопка усугубило и без того бедственное положение. Обычная мельница для помола муки или промывки шерсти требовала около пяти лошадиных сил от реки — по сравнению с 10-20 для мельницы Аркрайта. Хлопок в основном обрабатывался в Ланкашире к северо-западу от Манчестера, где был легкий доступ к непрерывным водным потокам с Пеннинских гор на востоке, порту Ливерпуля на западе и транспортному и торговому центру в самом Манчестере. Однако конкуренция за подходящие промышленные площадки достигла таких масштабов, что к 1780-м годам некоторые производители текстиля были вынуждены переехать в другие регионы страны, а другим пришлось полагаться на литерную лошадиную силу.
В 1781 году Болтон, который с большим интересом следил за развитием этого направления, написал своему партнеру Уатту, призывая его обратить свою инженерную мысль в этом направлении, чтобы воспользоваться растущим спросом на энергию. «Жители Лондона, Манчестера и Бирмингема заражены лихорадкой паровых мельниц, так давайте же будем благоразумны и воспользуемся ситуацией», — писал он. В отдельном письме он предупредил Уатта, что рынок шахтных насосов практически насыщен и «больше Корнуоллу ничего не угрожает «7.
Механическая конструкция локомотива должна была быть соответствующим образом адаптирована для освоения этого нового рынка. Вместо движения насоса взад-вперед он должен был производить устойчивое и равномерное вращение. Любое изменение скорости вращения привело бы к появлению неровной нити, толщина которой постоянно менялась бы. Сам великий Джон Смитон скептически относился к возможности создания такой машины: «По моему мнению, никакое движение возвратно-поступательного рычага или пожарного насоса не может быть преобразовано в идеальное круговое движение, напоминающее вращение водяного колеса». 8 Он использовал гибридные системы, которые приводились в движение одновременно паром и водяным колесом. В течение многих лет существовали системы, в которых двигатели Ньюкомена накачивали воду, которая затем приводила в движение водяные колеса. Эта идея была усовершенствована Джошуа Ригли, который объединил паровой насос из системы Севери с водяным колесом. Вращение колеса управляло клапанами двигателя. Казалось, что колесо само снабжает себя водой. 9 Устройство Ригли не требовало пара, только резервуар для воды, и, таким образом, обеспечивало такую же географическую свободу, как и паровой двигатель. Однако по эффективности такое круговое устройство не могло конкурировать с вращающимся паровым двигателем — если бы его удалось построить.
Хотя Болтону пришлось подтолкнуть Уатта к созданию роторного двигателя, у последнего уже было много идей на этот счет. Его интерес к вращательному движению восходит к его первой мотивации интереса к паровым двигателям. Это была идея его друга Джеймса Робинсона использовать паровой двигатель для управления каретой вместо лошадей. У него возникла идея решить проблему вращательного движения, и в дополнение к паровому насосу, который сделал его знаменитым, он разработал совершенно другую машину, специально приспособленную для вращательного движения. Он назвал его паровым двигателем.
Паровая революция?
Согласно доктрине исторической школы, получившей популярность в конце прошлого века, в истории не было внезапных событий, изменивших жизнь людей. Рим не пал — он мирно состарился в поздней античности. Современная наука не появилась внезапно в семнадцатом веке — на протяжении веков студенты разрабатывали различные стратегии поиска знаний по частям. А промышленная революция конца восемнадцатого и начала девятнадцатого веков была лишь иллюзией, полной шумных машин и станков, которые работали как сумасшедшие и были бессмысленны с точки зрения экономической статистики. 15
Тем хуже для экономистов и их статистиков, что они не смогли распознать большие качественные изменения в британской жизни, которые были очевидны для всех остальных в то время. Помимо уже упомянутого влияния на культуру одежды, взрывной рост британского хлопка уничтожил целый производственный сектор в Индии, что стало решающим событием в постепенном перемещении экономической мощи из центральных регионов Евразийского континента к атлантическим берегам Европы и Северной Америки. Вскоре дворяне, приехавшие на американский Юг, перестроили всю свою жизнь так, чтобы служить поставщиками хлопка на британские прядильные фабрики, бесповоротно связав добычу хлопка с рабством и подготовив почву для Гражданской войны в Америке. И это верно только при рассмотрении одной отрасли, хотя и самой динамичной из всех на ранних этапах индустриализации.
Итак, что мы можем сказать о локомотиве? Была ли революция паровых машин? Конечно, он не заменил водяное колесо в одночасье. Даже в Великобритании до середины XIX века водяная энергия превосходила паровую, как по количеству мельниц, так и по общему объему производства. В других странах, где было больше воды, меньше промышленных знаний и более дорогой уголь, водная энергия продолжала доминировать над паровой во второй половине этого века. Также были внесены технические усовершенствования в конструкцию гидравлических колес, в частности, деревянные колеса были заменены на более легкие и эффективные литые колеса. Но, конечно, эта замена зависела от дешевого железа, цена которого зависела от дешевого угля, который, в свою очередь, зависел от пара. 16
Как мы уже видели, паровая энергия появилась как раз вовремя, чтобы решить энергетический кризис в Британии, который возник из-за того, что водные пути, пригодные для использования традиционных мельниц, были почти исчерпаны. Но даже эта чисто количественная роль нового источника энергии не способствовала революции паровых двигателей. Однако два других фактора внесли свой вклад: последовательность во времени и независимость от географического положения.
Доиндустриальное общество управлялось ритмом дней и времен года. Почти вся работа выполнялась на фермах, где рабочее время и сезоны определялись потребностями растений и животных, а зима обеспечивала естественную передышку между уборкой урожая и посевом. Водяные колеса мало повлияли на этот распорядок. Работа водяной мельницы зависела от годового цикла дождливых и сухих сезонов, зимних холодов и периодических перебоев в виде наводнений и засух. С другой стороны, паровые двигатели, работающие за счет накопленной солнечной энергии, хранящейся глубоко под землей в течение бесчисленных сезонов, не зависели ни от этих циклов, ни от капризов природы. 17 Индустриальное время, измеряемое через регулярные интервалы и оторванное от смены времен года, начало появляться с другим продуктом тех же шахт — искусственным светом из угля (осветительным газом).
Примечания
1 Филлис Дин, «Производство британской шерстяной промышленности в восемнадцатом веке», Журнал экономической истории 17, 2 (июнь 1957), 213.
2 Однако до 1774 года, когда был снят запрет на продажу хлопчатобумажных тканей, большая часть хлопка в Великобритании использовалась для производства смешанных тканей, таких как фустиан — смесь льна и хлопка. Таким образом, производители избежали юридических проблем.
3 В Италии и Англии существовали промышленные прядильные фабрики, производившие шелковую ткань, например, мельница Ломбе на реке Дервент, на которой работало несколько сотен женщин, контролировавших работу оборудования. Однако шелковую пряжу было легче ткать, волокна просто нужно было сплести вместе. Роберт Фридель, Культура совершенствования (Кембридж, MA: MIT Press 2010), 222.
4 Фунт пряжи — это пряжа весом в один фунт в 100 нитях. Одного мяча достаточно для 840 ярдов. Таким образом, 8400 ярдов стофунтовой пряжи весят один фунт. Чем тоньше пряжа, тем больше помещается в фунт (Friedel, 231).
5 Friedel, 232. Только в сноске я могу отметить, что эта нить «вплетена в ткань нашей жизни».
6 Терри С. Рейнольдс, «Сильнее ста человек: история вертикального водяного колеса» (Балтимор: Издательство университета Джона Хопкинса, 1983), 267-68.
7 Цитируется в Рассел, 149.
8 Цитируется в Richard L. Hills, Power from Steam: A History of the Stationary Steam Engine (Cambridge: Cambridge University Press, 1993), 49. Смитон написал это в отчете для Комиссии флота, убеждая их не использовать двигатель Wasborough (см. ниже) для помола зерна в рамках снабжения флота.
9 Reynolds, 323-24.
10 Дуглас Селф, «Паровые колеса», Музей ретро-технологий (http://www.douglas-self.com/MUSEUM/POWER/steamwheel/steamwheel.htm, доступ 1 октября 2021 г.). Паровое колесо описано в пятом пункте патента Уатта, upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0d/James_Watt_Patent_1769_No_913.pdf (дата обращения: 1 октября 2021 года).
11 О Пикаре и Васборо (имя Васборо в разных источниках пишется по-разному) информации мало. Большинство источников сообщают только точку зрения Уатта на произошедшее. На сайте Grace’s Guide to British Industrial History собрано несколько источников о Васборо: «Matthew Wasbrough», Grace’s Guide to British Industrial History (https://www.gracesguide.co.uk/Matthew_Wasbrough). Рассказ сторонника Уатта о событиях см. в книге Сэмюэля Смайлза «Жизнь Боултона и Уатта» (Лондон: Уильям Клоуз и сыновья, 1865), 289-293, где роли Уосбро и Пикара несколько перепутаны.
12 Новая система Уатта описана в Russell, 149-152 и Hills, 60-69. Параллелограмм не привел к идеально прямолинейному вертикальному движению, но он был достаточно близок к этому.
13 Ричард Вуллард, «Albion Mill», The Vauxhall Society (https://web.archive.org/web/20141018073918/http://www.vauxhallcivicsociety.org.uk/history/albion-mill/).
15 Peter Brown, The World of Late Antiquity: AD 150-750 (New York: W.W. Norton & Company, 1987); Steven Shapin, The Scientific Revolution (Chicago: The University of Chicago Press, 1996); N. F. Р. Крафтс, «Британский экономический рост, 1700-1831 гг: A Review of the Evidence», The Economic History Review 36, 2 (May 1983), 177-199. Совсем недавно компьютерная революция также начала опровергаться как не оказавшая никакого влияния на рост производительности в 1980-х и 1990-х годах. Эта головоломка известна как «парадокс производительности» или «парадокс Солоу». Роберт Солоу, «Нам лучше поберечься», Книжное обозрение Нью-Йорк Таймс, 12 июля 1987 года.
- Расходомеры
- Расходомеры
