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瓦特的“蒸汽機”,其實早在2000多年前就有了

上中學的時候,我們的歷史教科書上是這樣寫的:

瓦特,蒸汽機之父。

開啟百科,也可以看到:

詹姆斯·瓦特(James Watt,1736年1月19日—1819年8月25日),英國發明家、企業家,第一次工業革命的重要人物,1776年製造出第一臺有實用價值的蒸汽機。

他開闢了人類利用能源新時代,使人類進入“蒸汽時代”。

能看出來,瓦特與蒸汽機的關係十分密切

但是,蒸汽機最早,卻並不是瓦特發明的,僅僅是由於瓦特對於蒸汽機的改良,才讓這場突如其來的工業革命,成為了兩千年來人類歷史上發生的最重大的革命!

然而,是誰發明了蒸汽機呢?

查詢資料顯示,一個叫做希羅的科學家,在公元1世紀,發明了世界上第一個利用蒸汽驅動的機器,叫做:汽轉球。

這個裝置是最早的蒸汽機雛形,但是遺憾的是,它並沒有實際的應用意義。在更多的人眼中,它更像是一個玩具!

啥樣的呢?我們自己都可以製作:

1.準備一個易拉罐,裡面裝滿水;

2.在易拉罐兩端,各插兩個小孔,小孔插上導氣管;

3.將易拉罐懸掛起來;

4.點燃蠟燭,烘烤易拉罐底部;

5.觀察易拉罐。

此時,我們能驚訝的看到,易拉罐受熱,兩邊的小孔處,導氣管在呼呼的冒著熱氣,根據作用力和反作用力,易拉罐逐漸開始動了起來!

神奇的動力學!熱能轉換成動能!

這個叫希羅的科學家發明了這個玩意,只能給當世乃至後世的人這樣一個印象:

這個人很厲害,設計了一個利用蒸汽原理來驅動的玩具!

這樣的原理,直到瓦特出現,才徹底讓它走上了實用的道路,此時,距離希羅發明汽轉球,已經過了1700年。

時間,還要回到1763年,當時已經在著手研究蒸汽機改良的瓦特,得知格拉斯哥大學有一臺蒸汽機正在倫敦修理,他哀求校方能夠召回這臺機會,讓自己來研究研究。

經過努力,瓦特拿到手了,他發現這臺修理後這臺蒸汽機勉強可以工作,但是效率很低。

經過分析,原因在於氣缸裡的蒸汽,做了大量的無用功!它們80%的熱量,都用在了維持氣缸的溫度上。

經過大量實驗,瓦特發現效率低的原因是由於活塞每推動一次,氣缸裡的蒸汽都要先冷凝,然後再加熱進行下一次推動,從而使得蒸汽80%的熱量都耗費在維持氣缸的溫度上面。

過了兩年,瓦特決定將冷凝器與氣缸分離開來,使得氣缸溫度可以持續維持在注入的蒸汽的溫度,並在此基礎上很快建造了一個可以連續運轉的模型。

此後,瓦特在企業家約翰·羅巴克(John Roebuck)的資金幫助下,開始了新式蒸汽機的試製,併成為新公司的合夥人。

13年之後,也就是1776年,由瓦特牽頭研發的第一批新型蒸汽機制造成功並應用於實際生產。

但這批蒸汽機由於還只能提供往復直線運動而主要應用於抽水泵上。

於是,瓦特開始繼續研究如何將蒸汽機的直線往復運動轉化為圓周運動,以便使得蒸汽機能為絕大多數機器提供動力。

1781年,瓦特公司的僱員威廉·默多克(William Murdoch)發明了一種稱為“太陽與行星”的曲柄齒輪傳動系統,並以瓦特的名義成功申請了專利。這一發明繞開了曲柄專利的限制,極大地擴充套件了蒸汽機的應用。

之後的6年裡,瓦特又對蒸汽機作了一系列改進並取得了一系列專利:發明了雙向氣缸,使得蒸汽能夠從兩端進出從而可以推動活塞雙向運動,而不是以前那樣只能單向推動;使用節氣閥門與離心節速器來控制氣壓與蒸汽機的運轉;發明了一種氣壓指示工器來指示蒸汽狀況;發明了三連桿組保證氣缸推杆與氣泵的直線運動。由於擔心爆炸的危險以及洩露問題,瓦特的早期蒸汽機都是使用低壓蒸汽,後來才引進了高壓蒸汽。

1785年以後,瓦特改進的蒸汽機首先在紡織部門投入使用,受到廣泛歡迎。

可以看出,從希羅最初構建蒸汽機模型,到後來瓦特改良,其實還經過了很長的路,而瓦特改良蒸汽機,也用了將近20年的時間。

我們能悟出什麼道理呢?

認準一個方向持續發力,不斷思考,總能成就一番事業,古人如此,今朝也應該如此,僅以此話,與君共勉!

關鍵是,別放棄!別虛度這青春歲月!#詹姆斯·瓦特##工業革命#

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分類: 歷史
時間: 2021-10-09

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