Watt, James

James Watt
James Watt

Porträtt av James Watt
av Henry Howard , 1797 . 
Födelsedatum 19 januari (30), 1736( 1736-01-30 )
Födelseort Greenock , Renfrewshire , Skottland _  _ _
Dödsdatum 19 augusti 1819 (83 år gammal)( 19-08-1819 )
En plats för döden Handsworth , Birmingham , England _  _ _
Land
Vetenskaplig sfär uppfinnare - mekaniker
Arbetsplats
Alma mater
Känd som ångmaskinens uppfinnare
Utmärkelser och priser hedersdoktor vid University of Glasgow [d] ( 1806 ) Scottish Engineering Hall of Fame [d] ( 2021 )
Autograf
 Mediafiler på Wikimedia Commons

James Watt ( eng.  James Watt ; 19 januari  (30),  1736  - 19 augusti 1819 ) - skotsk ingenjör , mekanisk uppfinnare .

Introducerade den första enheten kraft- hästkrafter . [2] Enheten för effekt  , watt , är uppkallad efter honom .

Förbättrade Newcomens ångmaskin . Skapat en universell dubbelverkande ångmaskin . Watts uppfinningar startade den industriella revolutionen i England och sedan i hela världen.

Medlem av Royal Society of Edinburgh (1784), av Royal Society of London (1785) [3] , utländsk medlem av Paris Academy of Sciences (1814; korrespondent sedan 1808) [4] [5] .

Biografi

Under större delen av mitt liv har jag arbetat hårt för samhällets bästa och, hoppas jag, inte förgäves.James Watt.

Watts farfarsfar var från Aberdeenshire och var bonde. Under inbördeskriget 1644-1647 dog han stridande för Covenanters . Hans mark, egendom och hus konfiskerades och hans son Thomas, Watts farfar, togs in av släktingar som bor nära Greenock , på Firth of Clyde . Thomas Watt uppnådde en respekterad position i samhället, undervisade i matematik och navigering , tjänstgjorde som distriktsdomare, ordförande i kyrkorådet. Hans son James, far till den framtida uppfinnaren, var en mycket mångsidig person: han byggde fartyg, höll ett lager av fartygstillbehör, bedrev sjöfart, skapade och reparerade olika instrument och mekanismer själv. Han byggde den första kranen för Greenock Quay. Uppfinnarens mamma, Agnes Muirhead, kom från en förmögen familj och fick en mycket bra utbildning. Båda föräldrarna var presbyterianer .

Barndom

James Watt Jr. föddes 19 januari 1736 i Greenock. Han var vid dålig hälsa från födseln. Först utbildades han hemma : hans mor lärde honom att läsa, och hans far lärde honom skriva och räkna. Trots att han började på Greenock High School, satte hans dåliga hälsa och ständiga krämpor stopp för detta. Föräldrar insisterade inte på obligatorisk skolgång i skolan och trodde att sonen själv kunde lära sig vad han ville. Watt hade inte möjlighet att spendera tid i spel med jämnåriga, hans enda aktivitet utanför hemmet var fiske . Under större delen av året var han instängd inom väggarna i sitt rum, där han studerade på egen hand. En vän till hans far, som en dag såg att pojken ritade några linjer och vinklar på härden med krita, frågade: "Varför tillåter du barnet att slösa tid; varför inte skicka honom till skolan?" James Watt Sr svarade, "Döm honom inte för snabbt; först ta reda på vad han håller på med." Det visade sig att han letade efter en lösning på Euklidproblemet .

Som tonåring var han förtjust i astronomi , kemiska experiment , lärde sig att göra allt med sina egna händer, för vilket han fick titeln " jack of all trades " från omgivningen. Hans far gav honom en uppsättning snickeriverktyg, och James gjorde modeller av mekanismer och anordningar skapade av hans far.

Efter att ha nått examen från grundskolan, gick Watt in i gymnastiksalen. Där studerar han bland annat latin, fortsätter att förbättra sina kunskaper i matematik, där han visar stora framgångar. Han läser mycket, och ett slående drag i hans karaktär var att han försökte verifiera nästan allt han läste i praktiken.

Utbildning

När Watt var arton år gammal dog hans mamma. Hans fars affärer, liksom hans hälsa, försämrades och Watt tvingades försöka ta hand om sig själv. Det beslutades att James skulle ta upp ett hantverk relaterat till mätinstrument . Eftersom det var problematiskt att lära sig ett sådant yrke i Skottland åkte Watt till London i ett år. Med stora svårigheter lyckas han få ett jobb hos en viss Morgan, ekonomiska möjligheter tillät honom att bara betala ett års studier. Därmed hamnade han i London i en illegal position, eftersom han inte var officiellt inskriven som lärling (riktig lärlingsutbildning krävde sju års studier). Watt, som inte skonar sig själv, kastar sig in i arbetet och ger det all sin styrka. Han börjar med enkla linjaler och kompasser och går snabbt vidare till fler och mer komplexa instrument. Snart kommer han att kunna göra en kvadrant , en proportionell kompass , en teodolit . Han lever från hand till mun och lämnar nästan aldrig huset: det fanns ingen tid för detta, eftersom han arbetade hela dagen för ägaren, och på kvällar och morgnar var han tvungen att göra arbete på beställning för att ha pengar för sig själv. Dessutom, eftersom han inte hade officiell "lärling"-status, kunde han tvångsrekryteras till flottan eller till Ostindiska kompaniets flotta .

I slutet av studieåret, med dålig hälsa, återvänder han till Skottland, till Glasgow, med avsikten att starta eget företag. Han flyttar in hos sin farbror, Muirhead, och börjar bygga och reparera oktanter , parallella linjaler , barometrar , delar till teleskop och andra instrument .  Glasgow Craftsmen's Union förbjuder dock Watt från att utföra sitt arbete, eftersom han i själva verket inte fick lämplig utbildning enligt butiksreglerna, och detta trots att han var den ende mästaren i en sådan examen i Skottland. Från en hopplös situation räddas Watt av en slump. Ett parti astronomiska instrument anländer till University of Glasgow . Grunden för det framtida Macfarlane- observatoriet , dessa instrument krävde rengöring, installation, justering. Genom sin farbror, professor i orientaliska språk och latin, kände Watt Dr Dick, professor i naturvetenskap. Med sitt beskydd får Watt jobbet att ställa i ordning verktygen. För att göra detta skapar han en liten verkstad på universitetet. Han utses till magister i vetenskapliga instrument vid universitetet och från det ögonblicket får han äntligen möjlighet att arbeta utan hänsyn till de medeltida lagar som rådde inom hantverkssektorn. På universitetet träffade Watt kemisten Joseph Black . Detta möte bidrog till utvecklingen av ett antal nya kemiska instrument som behövs i Blacks fortsatta forskning.  

När jag såg James Watt för första gången vände jag mig till honom, och förväntade mig att träffa honom inte mer än en tekniker, och, till min förvåning, hittade jag en vetenskapsman, fastän lika ung som jag själv ... jag hade en anspråk på att betrakta mig själv en specialist på mekanik, men snart blev jag helt besviken på detta, och såg till att Watt var långt före mig ... I hans händer blev allt början på vetenskapligt arbete, allt förvandlades till vetenskap ... Med hans allmänt erkända mentala överlägsenhet över hans kamrater fanns det en fantastisk naiv enkelhet och öppenhet i Watts karaktär.Memoarer av professor Robison , som var student under Watts tid vid universitetet.

1759 ingick Watt ett partnerskap med arkitekten och affärsmannen John Craig. Tillsammans organiserar de produktionen av olika instrument, inklusive musikaliska och olika leksaker. Fallet tog snabbt fart och Watt blev av med nöden för första gången. Stor efterfrågan gav en god inkomst, så att det till och med blev möjligt att anställa assistenter. Partnerskapet varade i sex år fram till Craigs död.

1763 gifte Watt sig med sin kusin Margaret (Peggy) Miller. Han bodde hos henne fram till hennes död i barnafödseln 1772. De fick fem barn, varav endast två överlevde till vuxen ålder: James Jr. (1769-1848) och Margaret (1767-1796). Han gifte sig en andra gång 1777 med Ann MacGregor, med vilken han fick två barn: Gregory (1777–1804), som blev geolog och mineralog, och Janet (1779–1794). Anne överlevde sin man, hon dog 1832.

Uppfinning

Redan 1759 intresserade Watts vän John Robison honom i frågan om att använda ånga som en källa till drivkraft. Newcomen-ångmaskinen hade funnits i femtio år, mest för att pumpa vatten från gruvor, men under hela den tiden hade den aldrig förbättrats, och få människor förstod hur den fungerade. Watt börjar sin forskning om användningen av ånga från grunden, eftersom han aldrig hade stött på det här problemet tidigare. Försök att skapa en fungerande modell av enheten slutar dock inte med någonting. Han lyckas bygga bara något som liknar en modell av Severis ångmaskin, med hjälp av en Papen - panna . Modellen hade dock så stora brister att Watt övergav utvecklingen.

Vintern 1763 kontaktade John Anderson, professor i fysik vid University of Glasgow, honom med en begäran om att reparera den nuvarande modellen av Newcomen-ångmaskinen. Layouten var utrustad med en 2-tums cylinder och hade ett kolvslag på 6 tum. Watt genomförde ett antal experiment, i synnerhet ersatte han metallcylindern med en trä, smord med linolja och torkade i en ugn, minskade mängden vatten som togs upp i en cykel, och modellen började äntligen fungera. Samtidigt var Watt övertygad om maskinens ineffektivitet och gjorde många förbättringar av designen. Watt visade att nästan tre fjärdedelar av energin i varm ånga förbrukas ineffektivt: vid varje cykel måste ångan värma cylindern, eftersom kallt vatten tidigare hade kommit in i cylindern för att kondensera en del av ångan för att minska trycket. Ångenergi gick alltså åt på att ständigt värma cylindern, istället för att omvandlas till mekanisk energi.

Watt genomför en serie experiment på kokande vatten, studerar elasticiteten hos vattenånga vid olika temperaturer. Teoretisk och experimentell forskning får honom att förstå vikten av latent värme . Empiriskt slår han fast att vatten som omvandlas till ånga kan värmas upp till en koka sex gånger mängden vatten. Watt avslutar: ”... För att göra en perfekt ångmaskin är det nödvändigt att cylindern alltid är lika varm som ångan som kommer in i den; men å andra sidan måste kondenseringen av ånga för att bilda ett tomrum ske vid en temperatur som inte överstiger 30 grader Réaumur (37,5 °C).” Det återstår för Watt att ta ett steg innan man separerar "kondensationen av ånga" från cylindern och utför den i ett separat kärl. Men detta steg tar honom väldigt lång tid. År 1765 kommer äntligen en gissning i hans sinne, och försök börjar väcka den till liv.

Den första betydande förbättringen, som Watt patenterade 1769 , var en isolerad kondensationskammare. Samma år lyckas han bygga en arbetsmodell som fungerar efter denna princip. Det gick dock inte att skapa en fullstor bil. Watt behövde kapitalinvesteringar. Viss hjälp kom från Joseph Black , och det huvudsakliga stödet kom från John Roebuck , grundare av det legendariska Carron Company ( engelska  Carron Iron Works ) . Medan han arbetade på förbättringen av maskinen bodde Watt på Roebucks egendom , på Kinneil House , i Bo'ness . Den största svårigheten var att få kolven och cylindern att fungera. Den tidens metallindustri kunde inte tillhandahålla den nödvändiga tillverkningsnoggrannheten.    

Roebuck går i konkurs och Watts nya sponsor är Matthew Bolton , ägare till ett gjuteri ( Eng.  Soho Foundry ) i Birmingham , där mycket skickliga gjutare arbetade. Problemet med att tillverka en cylinder med stor diameter och motsvarande kolv med erforderlig precision löstes av John Wilkinson , som utvecklade lämplig teknik på en kanonkulfabrik ( Bersham Ironworks ) i Wrexham , North Wales ( engelska  North Wales ) . 

Watts försök att kommersialisera sina uppfinningar var misslyckade tills han ingick en affärsrelation med entreprenören Matthew Bolton. Det gemensamma företaget "Boulton and Watt" ( engelska  Boulton and Watt ) fungerade framgångsrikt i tjugofem år, vilket resulterade i att Watt blev en mycket rik man.

Watt isolerade ångcylindern och uppfann 1782 den dubbelverkande maskinen . Newcomens maskin var i första hand en vattenlyftmaskin och användes främst inom gruvdrift. Samtidigt behövde även andra snabbväxande industrier en mekanisk motor, och Watt satte sig själv i uppgift att göra ångmaskinen till en universalmotor.

För detta ändamål var det först och främst nödvändigt att omvandla balanserarens gungande rörelse till en kontinuerlig rotation av axeln. Så här skriver han om detta i sin dagbok daterad den 5 september 1779 :

Jag kunde eliminera rotationsrörelse i brandbilen med hjälp av vevar, och de kunde röra sig fram och tillbaka efter behag; utan hjul, kedjor, tillbehör skulle de ge bästa möjliga användning av ånga, i proportion till den kraft som krävs ...

Watt byggde till och med en modell som fungerar med hjälp av en ny mekanism - en vev .

Men han hade ingen brådska med att konsolidera sin uppfinning, och året därpå, 1780, tog ingenjören Picard patent på användningen av en vev för en "brandbil". Watt var tvungen att komma på nya sätt att lösa samma problem för att kringgå Picards patent. 1781 gav Watt Bolton i uppdrag att ta patent på så många som fem "nya metoder".

Alla testades av Bolton. De fyra första visade sig vara till liten nytta. Endast den femte fick praktisk betydelse. Han kom till Watts sinne efter att de fyra första skickades till Bolton för att ta patent. Denna "femte metod" kallas planetarisk rörelse . [6]

Tillsammans med mindre förbättringar gjorde denna uppfinning det möjligt att öka ångmaskinens produktivitet med fyra eller fler gånger [7] . Dessutom har själva maskinen blivit lätthanterlig.

Patenttvister

Efter att alla fördelar med den nya bilen blev uppenbara dök det upp många förfalskningar, ofta av mycket dålig kvalitet. Intäkterna från försäljningen kunde vara ganska stora, och därför försökte alla som hade åtminstone någon idé, även en mycket liten, om Watts bil, göra den själv i ett försök att tjäna pengar. Watt och Bolton tvingades starta en kamp mot förfalskningar, eftersom detta förstörde deras företags rykte, och dessutom var några av de falska bilarna helt enkelt farliga att använda. Rättegången tog mycket tid, kostnaderna uppgick till tusentals, men Watt och Bolton lyckades vinna alla rättegångar och försvara sina rättigheter.

Ålderdom

Watt var mångbegåvad, lättlärda språk, läste mycket. Walter Scott uttrycker i förordet till en av sina romaner förvåning över mångfalden av kunskap om Watt, som han kände under de sista åren av sitt liv.

Under sina nedåtgående år arbetade Watt mycket med maskinen han uppfann för att kopiera skulpturala verk. Uppfinnaren själv kallade det en eidograf. Denna mekaniska anordning gjorde det möjligt att kopiera basreliefer, medaljonger, statyer, byster, kärl och andra saker av den mest komplexa formen med hög noggrannhet. Watt började arbeta på denna maskin i slutet av 1700-talet, men han lyckades förbättra den först mot slutet av sitt liv.

Han dog vid 83 års ålder och begravdes i församlingskyrkan ( eng.  St Mary's Church ) i Handsworth ( eng.  Handsworth ). Snart restes ett majestätiskt monument till Watt i Westminster Abbey , gjort av den begåvade skulptören Francis Legat Chantrey . Därefter flyttades monumentet till St. Paul's Cathedral .

Watts namn bärs av Greenock College och Memorial Library, som han hjälpte till att etablera.

Meriterkännande

1784 valdes Watt till stipendiat i Royal Society of Edinburgh , 1787 till stipendiat i Philosophical Society ( eng.  Batavian Society ) i Rotterdam . År 1806 fick han en hedersdoktor i juridik från University of Glasgow . 1814 valde den franska vetenskapsakademin honom till utländsk medlem.

Några år före hans död beslutade den engelska regeringen att särskilja Watt för tjänster till sitt hemland med en friherrlig titel, men han avvisade detta förslag. Han var medlem av Lunar Society  - ett inofficiellt vetenskapligt sällskap av framstående figurer från den brittiska upplysningen , som inkluderade industrimän , naturfilosofer och intellektuella, vars möten hölls mellan 1765 och 1813 i Birmingham .

1935 döpte International Astronomical Union en krater på den synliga sidan av månen efter Watt .

Den 29 maj 2009 meddelade Bank of England att en sedel på 50 pund skulle utfärdas med Watt och Bolton. För tillfället är sedeln utgiven och i omlopp.

Watt

Som en kraftenhet föreslog Watt vid ett tillfälle en sådan enhet som " hästkrafter ". År 1882 beslutade British Association of Engineers att tilldela hans efternamn till maktenheten. Detta var första gången i teknikhistorien som en måttenhet fick sitt eget namn .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ https://www.gla.ac.uk/schools/engineering/inthenews/introducingthejameswattschoolofengineering/
  2. ↑ WATT, James . Hämtad 23 maj 2009. Arkiverad från originalet 27 november 2014.
  3. ↑ Watt; James (1736 - 1819) // Webbplats för Royal Society of London  (engelska)
  4. ↑ Les membres du passé dont le nom commence par W Arkiverad 6 augusti 2020 på Wayback Machine  (FR)
  5. ↑ James Watt - Biografi . Hämtad 23 maj 2009. Arkiverad från originalet 27 november 2014.
  6. ↑ Borichevsky I. James Watt // Technique of Youth: magazine. - 1933. - December ( nr 6 ). - S. 61-63 .
  7. ↑ James Watt - skaparen av den universella värmemotorn (otillgänglig länk) . Hämtad 23 maj 2009. Arkiverad från originalet 27 september 2015. 

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Foto, video och ljud
Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
Släktforskning och nekropol