歡迎訪問 中國歷史故事網www.ylwjd.com

瓦特簡介

時間:2020-03-06 責任編輯:中國歷史故事網 點擊:
  詹姆斯·瓦特(JamesWatt,1736年1月19日—1819年8月25日),英國發明家,第一次工業革命的重要人物。
  
  1776年制造出第一臺有實用價值的蒸汽機。以后又經過一系列重大改進,使之成為“萬能的原動機”,在工業上得到廣泛應用。他開辟了人類利用能源新時代,使人類進入“蒸汽時代”。后人為了紀念這位偉大的發明家,把功率的單位定為“瓦特”(簡稱“瓦”,符號W)。
瓦特簡介
  
  家世背景
  
  1736年1月19日,詹姆斯·瓦特出生于蘇格蘭格拉斯哥附近,克萊德河灣上的港口小鎮格林諾克。
  
  瓦特的父親是熟練的造船工人并擁有自己的船只與造船作坊,還是小鎮的官員。瓦特的母親AgnesMuirhead出身于一個貴族家庭并受過良好的教育。他們都屬于基督教長老會并且是堅定的誓約派。盡管瓦特出自于宗教家庭,但他后來還是成為了自然神論者。
  
  瓦特小時候因為身體較弱去學校的時間不多,主要的教育都是由母親在家里進行。瓦特從小就表現出了精巧的動手能力以及數學上的天分,并且接受了很多蘇格蘭民間傳說與故事。
  
  早年經歷
  
  瓦特17歲的時候,母親去世了,而父親的生意開始走下坡路。瓦特到倫敦的一家儀表修理廠作了一年的徒工,然后回到蘇格蘭格拉斯哥打算開一家自己的修理店。盡管當時蘇格蘭還沒有類似的修理店,但是由于他沒有做夠要求的7年徒工,他的開店申請還是被格拉斯哥的錘業者行會(管理所有使用錘子的工匠)拒絕了。
  
  1755年瓦特離開蘇格蘭,到倫敦尋求儀器制造匠的培訓。他被康西爾的約翰·摩根所接納。
  
  求學經歷
  
  1757年,格拉斯哥大學的教授提供給瓦特一個機會,讓他在大學里開設了一間小修理店,這幫助瓦特走出了困境。其中的一位教授,物理學家與化學家約瑟夫·布萊克(JosephBlack)更是成了瓦特的朋友與導師。
  
  1757年格拉斯哥大學任命瓦特為其正式“數學儀器制造師”,并在校園里安排了一個車間。
  
  改良蒸汽機
  
  瓦特的小店開業5年后,在朋友羅賓遜教授的引導下,瓦特開始了對蒸汽機的實驗。直到此時,瓦特也還從未親眼見過一臺可以運轉的蒸汽機,但是他開始建造自己的蒸汽機模型。初步的實驗失敗了,但是他堅持繼續實驗并且閱讀了所有他能找到的有關蒸汽機的材料,獨立地發現了潛熱的重要性(盡管這在好幾年前就被布萊克教授發現了,但瓦特當時并不知情)。
  
  1763年,瓦特得知格拉斯哥大學有一臺紐科門蒸汽機,但是正在倫敦修理,他請求學校取回了這臺蒸汽機并親自進行了修理。修理后這臺蒸汽機勉強可以工作,但是效率很低。經過大量實驗,瓦特發現效率低的原因是由于活塞每推動一次,氣缸里的蒸汽都要先冷凝,然后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。
  
  1763-1765年瓦特在修理紐科門泵時,設計冷凝器解決效率低的問題,羅巴克把瓦特的發明用于商業上。
  
  1765年,瓦特取得了關鍵性的進展,他想到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,并在此基礎上很快建造了一個可以連續運轉的模型。
  
  但是要想建造一臺實際的蒸汽機還有很長的路要走。
  
  首先是資金,布萊克教授提供了一些幫助,但更多的資助來自于約翰·羅巴克(JohnRoebuck)。羅巴克是一位成功的企業家,著名的卡倫鋼鐵廠的擁有者,在羅巴克的贊助下,瓦特開始了新式蒸汽機的試制,并成為新公司的合伙人。
  
  試制中的主要困難還在于活塞與氣缸的加工制造工藝上。當時的工藝水平下鋼鐵工人更像是鐵匠而不是機械師,所以制造的結果很不滿意。此外由于當時的相關專利申請需要國會的認可,大部分的資金都花費在相關程序上。由于資金的短缺,瓦特不得不另找了一份運河測量員的工作,并一干就是8年。
  
  這之后,羅巴克破產,相關專利都由伯明翰一間鑄造廠老板馬修·博爾頓接手。瓦特與博爾頓從此開始了他們之間長達25年的成功合作。
  
  與博爾頓的合作,使得瓦特得到了更好的設備資金以及技術上的支持,特別是在加工制造工藝方面。新型蒸汽機制造的一個主要困難在于活塞與大型氣缸的密合,這個問題最終被約翰·威爾金森(JohnWilkinson)解決,他在改進加農炮的制造時提出了一種新的精密鏜孔加工技術,可以用于蒸汽機的制造。
  
  1776年博爾登-瓦特蒸汽機在波羅姆菲爾德煤礦首次向公眾展示其工作狀態。
  
  1776年,終于第一批新型蒸汽機制造成功并應用于實際生產。這批蒸汽機由于還只能提供往復直線運動而主要應用于抽水泵上。在之后的5年中,瓦特贏得了大量的訂單并忙于奔波于各個礦場之間安裝由這種新型蒸汽機帶動的水泵。在博爾頓的要求下,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。一個顯而易見的解決辦法是通過曲柄傳動,但是該項專利所有人,約翰·斯蒂德(JohnSteed)要求同時分享瓦特此前的分離冷凝器的專利,這一要求被瓦特堅決地拒絕了。
  
  1781年,瓦特公司的雇員威廉·默多克(WilliamMurdoch)發明了一種稱為“太陽與行星”的曲柄齒輪傳動系統,并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,極大地擴展了蒸汽機的應用。之后的6年里,瓦特又對蒸汽機作了一系列改進并取得了一系列專利: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;發明了一種氣壓示工器來指示蒸汽狀況;發明了三連桿組保證氣缸推桿與氣泵的直線運動。由于擔心爆炸的危險以及泄露問題,瓦特的早期蒸汽機都是使用低壓蒸汽,后來才引進了高壓蒸汽。所有這些革新結合到一起,使得瓦特的新型蒸汽機(聯協式蒸汽機)的效率是過去的紐科門蒸汽機的5倍。
  
  1782年瓦特的雙向式蒸汽機取得專利,同年他發明了一種標準單位:馬力。
  
  1782年,韋奇伍德在伊特魯里亞陶瓷廠大規模采用博爾頓——瓦特鑄造廠生產的聯協式蒸汽機和伯明翰廠生產的動力機床,進行機械化陶瓷生產。
  
  1784年,瓦特對聯協式蒸汽機進行了改進,增加了一種自動調節蒸汽機速率的裝置,使它能適用于各種機械的運動。從此之后,紡織業、采礦業、冶金業、造紙業等工業部門,都先后采用蒸汽機做為動力。
  
  1785年以后,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。
  
  1794年,瓦特與博爾頓合伙組建了專門制造蒸汽機的公司。在博爾頓的成功經營下,到1824年就生產了1165臺蒸汽機。瓦特與博爾頓都賺到了不少錢。
  
  步入晚年
  
  瓦特在半退休之前也有很多其它發明,比如他發明了一種新的利用望遠鏡測距的方法,一種新的透印印刷術,對油燈進行了改進,蒸汽碾壓機以及延續至今的機械圖紙著色法。
  
  1800年瓦特的專利與博爾頓的合作到期,他于同年退休。但他們的合作延續到下一代,馬修·博爾頓與小詹姆斯·瓦特繼續合作,同時吸收了威廉·默多克為合伙人,保證了了公司的持續成功。瓦特退休后曾與他的第二任妻子到法國與德國旅行,并且在威爾士購買了一所住宅。
  
  1819年8月25日,83歲的瓦特于英國斯塔福德郡,漢茲沃斯的家中去世。
相關文章推薦:
  • 瓦特和蒸汽機的故事
  • 瓦特小時候的故事:骨瘦如柴的“懶孩子”
  • “蒸汽大王”瓦特的故事
  • 蒸汽機的發明者瓦特
  • 瓦特簡介,瓦特的故事,瓦特發明蒸汽機的故事
  • 蒸汽機的發明者:瓦特
  • 瓦特發明蒸汽機的故事
    頂一下
    (1)
    50%
    踩一下
    (1)
    50%
    推薦