Ο Τόμας Νιούκομεν γεννήθηκε στο Ντάρτμουντ, το 1664, στις 24 Φεβρουαρίου. Αυτός ο άνθρωπος πέθανε στο Λονδίνο το 1729. Από το άρθρο μαθαίνουμε γιατί ο Τόμας Νιούκομεν είναι διάσημος.

Βιογραφία

Όχι πολύ μακριά από το Modbury, όπου ο Severi πραγματοποίησε τα πρώτα του πειράματα, ήταν η πόλη-λιμάνι του Dartmund. Εκεί ζούσε ένας πολύ καλός μηχανικός και σιδεράς, ο Τόμας Νιούκομεν. Παραγγελίες για το έργο του προέρχονταν από όλους τους κατοίκους της περιοχής. Κατείχε ένα μικρό σιδηρουργείο που βρισκόταν στην άκρη της πόλης.

Ο Thomas Newcomen δεν ήταν διάσημος επιστήμονας, δεν δημοσίευσε επιστημονικές εργασίες, δεν ήταν μέλος της Βασιλικής Αυτός ο άνθρωπος δεν προσέλκυσε ιδιαίτερη προσοχή. Ως εκ τούτου, πληροφορίες για τη ζωή και την οικογένειά του δεν έχουν διατηρηθεί πουθενά. Αλλά μια μέρα αποδείχθηκε ότι ο Thomas ήταν ένας εξαιρετικός δάσκαλος που δημιούργησε μια ατμομηχανή.

Ιστορικό της εφεύρεσης

Υπήρχαν αρκετά ορυχεία κοντά στο Dartmund. Ο Θωμάς ήταν σιδεράς και επισκευαστής διάφορες συσκευές. Είναι προφανές ότι είχε να κάνει με την εφεύρεση του Σεβέρη. Ο Τόμας ασχολιόταν συχνά με τις αντλίες που ήταν εγκατεστημένες στα ορυχεία. Οδηγήθηκαν από την ανθρώπινη μυϊκή δύναμη. Παρατηρώντας αυτό, ο σιδεράς αποφάσισε να βελτιώσει τον μηχανισμό. Έτσι ο διάσημος Το αυτοκίνητο του Thomas Newcomen. Αξίζει να πούμε ότι φυσικά δεν ήταν πρωτοπόρος σε αυτόν τον τομέα. Ωστόσο Ο Thomas Newcomen και η ατμομηχανή τουέδωσε ώθηση στην ανάπτυξη της βιομηχανίας εκείνα τα χρόνια.

Χαρακτηριστικά του νέου μηχανισμού

Η ατμομηχανή του Thomas Newcomenδημιουργήθηκε λαμβάνοντας υπόψη τις εξελίξεις άλλων εφευρετών. Ο σιδεράς πήρε τον Cowley (υδραυλικό) για βοηθό του. Στη συσκευή του, ο Newcomen χρησιμοποίησε ορθολογικές ιδέες και εξελίξεις που έγιναν πριν από αυτόν. Ως βάση λήφθηκε ο κύλινδρος Papin. Ωστόσο, ο ατμός στη συσκευή, που εξασφαλίζει την ανύψωση του εμβόλου, ήταν σε ξεχωριστό λέβητα, όπως και ο Severi.

Μηχανισμός δράσης

Η μονάδα λειτούργησε σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα. Σε ένα λέβητα υπήρχε συνεχιζόμενη εκπαίδευσηζεύγος. Αυτό το δοχείο ήταν εξοπλισμένο με βρύση. Κάποια στιγμή άνοιξε και μπήκε ατμός στους κυλίνδρους. Η δαπάνη ανέβηκε. Αυτός, με τη σειρά του, συνδέθηκε με τη ράβδο από την αντλία νερού μέσω μιας αλυσίδας και ενός εξισορροπητή. Όταν το έμβολο ανέβαινε, κινήθηκε προς τα κάτω. Ολόκληρη η κοιλότητα του κυλίνδρου γέμισε με ατμό. Μετά από αυτό, η δεύτερη βρύση άνοιξε χειροκίνητα. Μέσα από αυτό μπήκε κρύο νερό στον κύλινδρο. Κατά συνέπεια, ο ατμός συμπυκνώθηκε και δημιουργήθηκε ένα κενό μέσα στο δοχείο. Το έμβολο κατέβηκε υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης. Ταυτόχρονα, τράβηξε πίσω του την αλυσίδα του εξισορροπητή. Η ράβδος της αντλίας κινούνταν προς τα πάνω. Αντίστοιχα, το επόμενο τμήμα του νερού αντλήθηκε. Στη συνέχεια ο κύκλος επαναλήφθηκε ξανά.

Δυσκολίες εγκατάστασης

Το μηχάνημα που δημιουργήθηκε από τον Newcomen λειτουργούσε κατά διαστήματα. Αντίστοιχα, δεν θα μπορούσε να γίνει μηχανισμός που πυροδοτεί βιομηχανικός εξοπλισμόςπου απαιτούσε συνεχή κίνηση. Ωστόσο, αυτός δεν ήταν ο στόχος του εφευρέτη. Η Newcomen ήθελε να δημιουργήσει μια αντλία που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την άντληση νερού από τα ορυχεία. Αυτό πέτυχε ο εφευρέτης. Το ύψος του αυτοκινήτου ήταν περίπου ίσο με ένα τετραώροφο κτίριο.

Επιπλέον, η συσκευή ήταν πολύ «λαίμαργη». Η εγκατάσταση συντηρήθηκε από δύο άτομα. Ο ένας έριχνε συνεχώς κάρβουνο στο λέβητα. Ο δεύτερος ήταν υπεύθυνος για τις βρύσες που άφηναν κρύο νερό και ατμό. Φυσικά, ήταν πολύ σκληρή δουλειά. Το αυτοκίνητο της Newcomen είχε ισχύ 8 ίππων. Με. Λόγω αυτού, το νερό μπορούσε να ανυψωθεί από βάθος έως και 80 m Η κατανάλωση καυσίμου ήταν 25 kg άνθρακα/ώρα ανά 1 λίτρο. Με. Ο εφευρέτης ξεκίνησε τα πρώτα του πειράματα το 1705. Του πήρε περίπου δέκα χρόνια για να φτιάξει μια συσκευή που λειτουργούσε σωστά.

Πρακτική χρήση

Η μηχανή Newcomen χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε μεταλλεύματα και ανθρακωρυχεία στην Αγγλία, τη Γερμανία και τη Γαλλία. Η συσκευή χρησιμοποιήθηκε κυρίως στη βιομηχανία εξόρυξης. Χρησιμοποιήθηκε επίσης για την παροχή αγωγών νερού σε μεγάλες πόλεις. Λόγω του ότι το μηχάνημα ήταν πολύ ογκώδες και κατανάλωνε πολύ καύσιμο, χρησιμοποιήθηκε κυρίως για εξαιρετικά εξειδικευμένους σκοπούς. Ο εφευρέτης δεν μπόρεσε ποτέ να φτιάξει έναν καθολικό μηχανισμό από τη μονάδα. Ωστόσο, η εγκατάσταση ελήφθη ως βάση από τον Watt, ο οποίος δημιούργησε νέο μοντέλοατμομηχανή.

Οι βρύσες άνοιγαν συχνά τα παιδιά. Στην Κορνουάλη, ο Χάμφρεϊ Πότερ δούλευε στη μηχανή του Νιούκομεν. Η μονότονη δραστηριότητα ώθησε το αγόρι να σκεφτεί να κάνει τη μονάδα ανεξάρτητα να ανοίγει και να κλείνει αυτές τις βρύσες. Πήρε δύο κομμάτια σύρμα και συνέδεσε τις λαβές στον εξισορροπητή. Αυτό έγινε με συγκεκριμένο υπολογισμό. Ο εξισορροπητής, ενώ γύριζε την κίνηση του εμβόλου, άρχισε να κλείνει και να ανοίγει τις βρύσες όταν χρειαζόταν. Αυτή η καινοτομία άρχισε να ονομάζεται μηχανισμός Πότερ από το όνομα του αγοριού.

συμπέρασμα

Ο Newcomen δεν έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεσή του. Γεγονός είναι ότι ένας τέτοιος ανελκυστήρας είχε ήδη καταχωρηθεί από τον Severi το 1698. Κατά συνέπεια, οποιεσδήποτε δυνατότητες χρήσης της μονάδας είχαν ήδη ανατεθεί σε αυτόν. Αλλά μετά από λίγο, ο Severy και ο Newcomen άρχισαν να εργάζονται μαζί στο αυτοκίνητο.

Ο Denis Papin δημιούργησε το πρώτο μοντέλο λειτουργίας ατμομηχανής, του οποίου το μειονέκτημα ήταν ότι δούλευε μόνο έναν κύκλο, μετά τον οποίο ο κινητήρας έπρεπε να κρυώσει, να αποσυναρμολογηθεί και να επανασυναρμολογηθεί. Αυτό το σχέδιο μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μόνο για σκοπούς επίδειξης, αλλά ήταν εντελώς ακατάλληλο για την εκτέλεση χρήσιμης εργασίας. Αυτό οφειλόταν στο γεγονός ότι το νερό θερμαινόταν απευθείας στον κύλινδρο, εξαιτίας αυτού ο ίδιος ο κύλινδρος ήταν συνεχώς σε ζεστή κατάσταση και το έμβολο δεν μπορούσε να επιστρέψει Αρχική θέση. Ως εκ τούτου, οι οπαδοί του Papen χρησιμοποίησαν ένα ξεχωριστό δοχείο για τη θέρμανση του νερού - έναν λέβητα ατμού.

Η πρώτη ατμομηχανή που χρησιμοποιήθηκε στην παραγωγή και κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ήταν η «εγκατάσταση πυρκαγιάς», που σχεδιάστηκε από τον Άγγλο μηχανικό και ιδιοκτήτη ορυχείου Thomas Savery το 1698. Ήταν μια αντλία ατμού, όχι μια μηχανή: δεν είχε κύλινδρο με έμβολο, που, όταν μετακινούνταν, θα έδινε κάτι σε κίνηση. Το πιο σημαντικό σε αυτή τη συσκευή ήταν ότι ο ατμός για τη λειτουργία της αντλίας παρήχθη σε ξεχωριστό λέβητα. Ήταν αρκετά επικίνδυνο επειδή η υψηλή πίεση ατμού μερικές φορές προκαλούσε έκρηξη των δεξαμενών και των σωλήνων του κινητήρα, οπότε ο Σεβέρι πρόσεχε πόσο ισχυρή ήταν η αντλία του.

Το μηχάνημα λειτούργησε ως εξής: πρώτα, μια σφραγισμένη δεξαμενή γεμίστηκε με ατμό, στη συνέχεια η εξωτερική επιφάνεια της δεξαμενής ψύχθηκε με κρύο νερό, προκαλώντας τη συμπύκνωση του ατμού και τη δημιουργία μερικού κενού στη δεξαμενή. Μετά από αυτό, το νερό από το κάτω μέρος του άξονα αναρροφήθηκε στη δεξαμενή μέσω του σωλήνα εισαγωγής και, αφού εισαχθεί το επόμενο τμήμα ατμού, εκτοξεύτηκε έξω μέσω της εξόδου. Στους σωλήνες τοποθετήθηκαν βαλβίδες που επέτρεπαν να περνάει το νερό μόνο από τον άξονα στη δεξαμενή και από τη δεξαμενή προς την υδρορροή. Στη συνέχεια, ο κύκλος επαναλήφθηκε, αλλά το νερό μπορούσε να ανυψωθεί μόνο από βάθη μικρότερα από 10,36 μέτρα, καθώς στην πραγματικότητα ήταν η ατμοσφαιρική πίεση που το έσπρωξε έξω.

Η αντλία Severi είχε σοβαρά μειονεκτήματα: ήταν αναποτελεσματική, καθώς η θερμότητα του ατμού χάνονταν κάθε φορά κατά την ψύξη του δοχείου, κατανάλωνε πολύ καύσιμο κατά τη λειτουργία, δούλευε κατά διαστήματα - το νερό αντλήθηκε σε ξεχωριστά τμήματα. Δεν θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως γενικός κινητήρας για οδήγηση διάφορα μηχανήματακαι μηχανισμών, αφού ως επί το πλείστον λειτουργούν συνεχώς. Ωστόσο, η αντλία Severi βοήθησε τους εφευρέτες να κατανοήσουν την απλή ιδέα ότι ατμομηχανέςΟ ατμός πρέπει να χρησιμοποιείται από ξεχωριστό λέβητα.

Το 1712, ο Άγγλος σιδηρουργός Τόμας Νιούκομεν, χρησιμοποιώντας τον κινητήρα Severi ως βάση, μαζί με τον υαλουργό John Culley έδειξε το " ατμοσφαιρικός κινητήρας"Σε αντίθεση με τον προηγούμενο κινητήρα, αυτός είχε έναν ξεχωριστό κύλινδρο εμβόλου και έναν ξεχωριστό κύλινδρο αντλίας. Αυτό το μηχάνημα εγκαταστάθηκε σε ένα ανθρακωρυχείο στο Staffordshire για την άντληση νερού. Ήταν μια βελτιωμένη ατμομηχανή Severi, στην οποία ήταν μειωμένη πίεση λειτουργίαςζεύγος.

Ατμός από το λέβητα εισήλθε στη βάση του κυλίνδρου και ανέβασε το έμβολο προς τα πάνω. Όταν εγχέεται στον κύλινδρο κρύο νερόο ατμός συμπυκνώθηκε, δημιουργήθηκε κενό στον κύλινδρο και υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης το έμβολο έπεσε κάτω. Αυτή η αντίστροφη διαδρομή αφαίρεσε το νερό από τον κύλινδρο και, μέσω μιας αλυσίδας συνδεδεμένης με έναν βραχίονα, σήκωσε τη ράβδο της αντλίας προς τα πάνω. Όταν το έμβολο ήταν μέσα χαμηλότερΟ σημείοΚατά τη διάρκεια της πορείας του, ο ατμός εισήλθε και πάλι στον κύλινδρο και με τη βοήθεια ενός αντίβαρου στερεωμένου στη ράβδο της αντλίας ή στον βραχίονα, το έμβολο ανέβηκε στην αρχική του θέση. Μετά από αυτό, ο κύκλος επαναλήφθηκε. Αυτή η τεχνολογία χρησιμοποιείται πλέον από αντλίες σκυροδέματος σε εργοτάξια. Για να εξαλείψει το κενό μεταξύ του κυλίνδρου και του εμβόλου, ο Newcomen προσάρτησε έναν εύκαμπτο δερμάτινο δίσκο στο άκρο του τελευταίου και έριξε λίγο νερό πάνω του.

Η αντλία Newcomen ήταν η πρώτη ατμομηχανή που χρησιμοποιήθηκε ευρέως και χρησιμοποιήθηκε σε όλη την Ευρώπη για περισσότερα από 50 χρόνια. Σε μια μέρα, ολοκλήρωσε το έργο που είχαν ολοκληρώσει προηγουμένως σε μια εβδομάδα ομάδες 25 ατόμων και 10 αλόγων, που εργάζονταν σε βάρδιες. Πίσω στο 1775 μεγάλο αυτοκίνητο, που κατασκευάστηκε από τον John Smith, αποστράγγισε την αποβάθρα στην Κρονστάνδη σε δύο εβδομάδες. Προηγουμένως, η χρήση ανεμογεννητριών υψηλής ταχύτητας χρειαζόταν ένα χρόνο.

Το μηχάνημα του Newcomen αποδείχθηκε επιτυχημένο, αλλά κάθε άλλο παρά τέλειο. Μετέτρεψε μόνο το 1% της θερμικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια και, ως αποτέλεσμα, κατανάλωσε τεράστια ποσότητα καυσίμου, η οποία όμως δεν είχε μεγάλη σημασία όταν το μηχάνημα δούλευε σε ανθρακωρυχεία. Επίσης, λόγω ανομοιόμορφης λειτουργίας, τα αυτοκίνητα της Newcomen συχνά χαλούσαν.

Ο Newcomen δεν μπόρεσε να αποκτήσει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεσή του, καθώς ο ανελκυστήρας ατμού είχε προηγουμένως κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από τον Thomas Severy, με τον οποίο συνεργάστηκε αργότερα ο Newcomen. Η ατμομηχανή του Newcomen δεν ήταν μια μηχανή γενικής χρήσης και μπορούσε να λειτουργήσει μόνο ως αντλία. Οι προσπάθειες του Newcomen να χρησιμοποιήσει την παλινδρομική κίνηση ενός εμβόλου για να περιστρέψει έναν τροχό κουπιών στα πλοία ήταν ανεπιτυχείς.

Γενικά, οι μηχανές της Newcomen έπαιξαν τεράστιο ρόλο στη διατήρηση της βιομηχανίας άνθρακα: με τη βοήθειά τους, ήταν δυνατή η επανέναρξη της εξόρυξης άνθρακα σε πολλά ορυχεία που είχαν πλημμυρίσει. Η αξία του Newcomen έγκειται επίσης στο γεγονός ότι ήταν ένας από τους πρώτους που συνειδητοποίησαν την ιδέα της χρήσης ατμού για την παραγωγή μηχανική εργασία.

Στη Ρωσία, η πρώτη ατμομηχανή ικανή να οδηγεί άμεσα μηχανισμούς προτάθηκε στις 25 Απριλίου 1763 από τον I.I. Polzunov, μηχανικός στα εργοστάσια εξόρυξης Kolyvano-Voskresensky του Αλτάι. Αυτό το μηχάνημα προοριζόταν να οδηγεί φυσούνες. Το έργο εγκρίθηκε από τον επικεφαλής των εργοστασίων, ο οποίος το έστειλε στην Αγία Πετρούπολη, όπου η ατμομηχανή του Polzunov έλαβε αναγνώριση.

Ο Polzunov πρότεινε να χτιστεί πρώτα μικρό αυτοκίνητο, όπου θα ήταν δυνατό να εντοπιστούν και να εξαλειφθούν όλες οι ελλείψεις που είναι αναπόφευκτες σε μια νέα εφεύρεση. Η διοίκηση του εργοστασίου δεν συμφώνησε με αυτό και αποφάσισε να κατασκευάσει ένα μεγαλύτερο αυτοκίνητο αμέσως. Η κατασκευή του ανατέθηκε στον Polzunov, τον οποίο βοήθησαν δύο τεχνίτες και αρκετοί βοηθοί εργάτες. Το αυτοκίνητο κατασκευάστηκε για ένα χρόνο και εννέα μήνες. Όταν το μηχάνημα πέρασε την πρώτη δοκιμή, ο εφευρέτης αρρώστησε με παροδική κατανάλωση και πέθανε λίγες μέρες πριν από τις τελικές δοκιμές.

Στις 23 Μαΐου 1766, οι μαθητές του Polzunov Levzin και Chernitsyn ξεκίνησαν μόνοι τους τις τελικές δοκιμασίες ατμομηχανή, και στις 7 Αυγούστου 1766 τέθηκε σε λειτουργία ολόκληρη η εγκατάσταση - μια ατμομηχανή και ένας ισχυρός φυσητήρας. Μέσα σε τρεις μήνες λειτουργίας, το μηχάνημα του Polzunov όχι μόνο δικαιολόγησε όλα τα κόστη της κατασκευής του, αλλά απέφερε επίσης καθαρό κέρδος τετραπλάσιο του κόστους του.

Στις 10 Νοεμβρίου 1766, ο λέβητας διέρρευσε και η μηχανή σταμάτησε. Παρά το γεγονός ότι αυτή η δυσλειτουργία θα μπορούσε εύκολα να εξαλειφθεί, η διοίκηση του εργοστασίου, που δεν ενδιαφέρεται για τη μηχανοποίηση, εγκατέλειψε τη δημιουργία του Polzunov. Τα επόμενα τριάντα χρόνια, το μηχάνημα ήταν ανενεργό και το 1779 αποσυναρμολογήθηκε.

Δημοσιεύτηκε άρθρο 08/02/2015 15:29 Τελευταία τροποποίηση 08/02/2015 15:36

Όχι πολύ μακριά από την πόλη Modbury, όπου πραγματοποίησε τα πρώτα του πειράματα με την αντλία ατμού Severi, εκείνη την εποχή ένας καλός σιδεράς και μηχανικός, ο Thomas Newcomen, ζούσε στη μικρή πόλη-λιμάνι του Dartmouth. Εκτελούσε εντολές από κατοίκους της περιοχής σε ένα μικρό σφυρήλατο που βρισκόταν στην άκρη της πόλης. Ο Newcomen δεν ήταν μέλος της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου και δεν εξέδωσε επιστημονικά βιβλία. Τράβηξε τόσο λίγη προσοχή στον εαυτό του που πληροφορίες για τη ζωή του δεν έχουν διατηρηθεί πουθενά. Όταν αποδείχθηκε ότι ήταν ένας υπέροχος δάσκαλος που έκανε μια μεγάλη εφεύρεση, όχι μόνο δεν κατέστη δυνατό να αποκατασταθούν τα δεδομένα της βιογραφίας του, αλλά ούτε και ο τόπος όπου θάφτηκε δεν βρέθηκε.

Υπήρχαν πολλά ορυχεία κοντά στο Dartmouth. Σχεδόν σίγουρα ο Newcomen, που έκανε τις επισκευές διαφορετικές συσκευές, έπρεπε να αντιμετωπίσει μηχανήματα Severi που ήταν εγκατεστημένα στα ορυχεία. Ακόμη πιο συχνά τσάκωσε με τις αντλίες μου. Οδηγήθηκαν από εργατικά χέρια. Η σκληρή χειρωνακτική εργασία δεν θα μπορούσε παρά να δημιουργήσει μια καταθλιπτική εντύπωση. Ως εκ τούτου, όταν ο Newcomen γνώρισε έναν κύλινδρο ατμού, ο οποίος παρήγαγε τις ίδιες μονότονες κινήσεις πάνω και κάτω, σκέφτηκε να αντικαταστήσει τη μυϊκή δύναμη του εργάτη με τη μηχανή του Papen.

Ο Newcomen πήρε τον υδραυλικό Cowley ως βοηθό του και μαζί άρχισαν να δουλεύουν. ΣΕ καινούριο αυτοκίνητοΟ Newcomen χρησιμοποίησε εκείνες τις λογικές εξελίξεις και ιδέες που έγιναν πριν από αυτόν. Ως βάση, πήρε έναν κύλινδρο με ένα έμβολο Papin, αλλά ο ατμός στη μηχανή του για την ανύψωση του εμβόλου αποκτήθηκε σε ξεχωριστό λέβητα, όπως του Severi.

Το μηχάνημα του Newcomen λειτούργησε ως εξής. Στον ατμολέβητα παράγεται συνεχώς ατμός.

Χαρακτική μηχανής Newcomen. Αυτή η εικόνα αντιγράφεται από ένα σχέδιο στο A Course in Experimental Philosophy του Desagliers, 1744, το οποίο είναι ένα τροποποιημένο αντίγραφο ενός χαρακτικού του Henry Beaton με ημερομηνία 1717. Αυτή είναι πιθανώς η δεύτερη μηχανή του Newcomen, που εγκαταστάθηκε γύρω στο 1714 στο Grief Colliery στο Warkshire.

Κάποια στιγμή, η βρύση άνοιξε, ατμός υπό πίεση εισήλθε στους κυλίνδρους και σήκωσε το έμβολο. Το έμβολο, μέσω μιας αλυσίδας και ενός εξισορροπητή (αιωρούμενος μοχλός), συνδέθηκε με μια ράβδο αντλίας νερού, η οποία κατέβηκε καθώς το έμβολο ανέβαινε προς τα πάνω. Ο ατμός γέμισε όλη την κοιλότητα του κυλίνδρου. Στη συνέχεια άνοιξε χειροκίνητα μια άλλη βρύση, μέσω της οποίας εγχύθηκε κρύο νερό στον κύλινδρο. Ο ατμός συμπυκνώθηκε και δημιουργήθηκε κενό στον κύλινδρο. Υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης, το έμβολο κατέβασε και τράβηξε την αλυσίδα εξισορρόπησης πίσω του. Ταυτόχρονα, η ράβδος της αντλίας νερού ανέβηκε και η αντλία έβγαλε το επόμενο μέρος του νερού. Μετά όλα επαναλήφθηκαν από την αρχή.

Το μηχάνημα του Newcomen δούλευε κατά διαστήματα και επομένως δεν μπορούσε να λειτουργήσει βιομηχανικές μηχανέςκαι μηχανισμούς που απαιτούσαν συνεχή κίνηση για τη λειτουργία τους. Αλλά αυτός δεν ήταν ο στόχος του Newcomen Ήθελε να φτιάξει μια αντλία που θα μπορούσε να αντλήσει νερό από βαθιά ορυχεία. Και τα κατάφερε.

Το αυτοκίνητο του Newcomen ήταν στο ύψος ενός κτιρίου τεσσάρων έως πέντε ορόφων. Από τους προκατόχους της κληρονόμησε τεράστια «λαιμαργία»: 50 άλογα μόλις και μετά βίας είχαν χρόνο να της προμηθεύσουν καύσιμα. Το σέρβιραν τουλάχιστον δύο άτομα. Ο ένας - ο πυροσβέστης - πετούσε συνεχώς κάρβουνο στο «αχόρταγο στόμιο» του λέβητα και ο δεύτερος έλεγχε τις βρύσες που άφηναν ατμό και κρύο νερό στον κύλινδρο. Ήταν σκληρή, εξαντλητική δουλειά.

Η δεύτερη λειτουργία - το άνοιγμα των βρυσών - εκτελούνταν συχνά από παιδιά Ένα τέτοιο αγόρι που ονομαζόταν Χάμφρεϊ Πότερ δούλευε στη μηχανή του Newcomen στην Κορνουάλη. Προφανώς, η μονότονη δουλειά τον ώθησε σε μια απρόσμενη σκέψη: «Είναι δυνατόν να αναγκάσουμε το ίδιο το μηχάνημα να ανοιγοκλείνει τις βρύσες όταν χρειάζεται; Τότε θα μπορούσαμε να τρέξουμε στους δρόμους ή να διαβάσουμε ένα βιβλίο». Ο Χάμφρεϊ πήρε δύο κομμάτια σύρματος και τα χρησιμοποίησε για να συνδέσει τις λαβές των γερανών με τον εξισορροπητή. Αυτό το έκανε με τέτοιο τρόπο που ο εξισορροπητής, γυρίζοντας μετά τη διαδρομή του εμβόλου, άρχισε να ανοιγοκλείνει τις βρύσες την κατάλληλη στιγμή. Αυτή η συσκευή για την αυτόματη διανομή ατμού και νερού άρχισε να ονομάζεται "μηχανισμός Πότερ" - που πήρε το όνομά του από τον εφευρέτη του αγοριού.

Με βάση τα υλικά από τον ιστότοπο: oldinvent.ru

Η τρέχουσα έκδοση της σελίδας δεν έχει επαληθευτεί ακόμη από έμπειρους συμμετέχοντες και ενδέχεται να διαφέρει σημαντικά από την έκδοση που επαληθεύτηκε στις 26 Αυγούστου 2013. απαιτούνται έλεγχοι.

Χαρακτική μηχανής Newcomen. Αυτή η εικόνα αντιγράφεται από ένα σχέδιο στο A Course in Experimental Philosophy του Desagliers, 1744, το οποίο είναι ένα τροποποιημένο αντίγραφο ενός χαρακτικού του Henry Beaton με ημερομηνία 1717. Αυτή είναι πιθανώς η δεύτερη μηχανή του Newcomen, που εγκαταστάθηκε γύρω στο 1714 στο Grief Colliery στο Warkshire.

Ατμομηχανή Newcomen- μια ατμο-ατμοσφαιρική μηχανή, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την άντληση νερού σε ορυχεία και διαδόθηκε ευρέως τον 18ο αιώνα.

Η ατμομηχανή τύπου στροβίλου (eolipile) επινοήθηκε από τον Ήρωνα της Αλεξάνδρειας τον 1ο αιώνα μ.Χ. ε., αλλά παρέμεινε ένα ξεχασμένο παιχνίδι και μόνο στα τέλη του 17ου αιώνα οι ατμομηχανές τράβηξαν ξανά την προσοχή των ενθουσιωδών. Ο Denis Papin εφηύρε έναν λέβητα ατμού υψηλής πίεσης με βαλβίδα ασφαλείας και πρωτοστάτησε στην ιδέα της χρήσης ενός κινητού εμβόλου σε έναν κύλινδρο. Αλλά πριν πρακτική εφαρμογήΟ Πάπεν δεν τα κατάφερε.

Οι αντλίες ανύψωσης νερού Newcomen με εμβολοφόρο ατμομηχανή χρησιμοποιούνται στην Αγγλία και σε άλλες χώρες. ΕΥΡΩΠΑΙΚΕΣ ΧΩΡΕΣγια την άντληση υδάτων από βαθιά πλημμυρισμένα ορυχεία, στα οποία θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθούν εργασίες χωρίς αυτά. Μέχρι το 1733 είχαν αγοραστεί 110 από αυτά, εκ των οποίων τα 14 ήταν για εξαγωγή. Με κάποιες βελτιώσεις, μέχρι το 1800 παρήχθησαν 1.454 από αυτά και παρέμειναν σε χρήση μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα. Στη Ρωσία, το πρώτο μηχάνημα Newcomen εμφανίστηκε το 1777 στην Κρονστάνδη για την αποστράγγιση της αποβάθρας. Το βελτιωμένο μηχάνημα του Watt δεν μπορούσε να αντικαταστήσει το μηχάνημα του Newcomen όπου υπήρχε αφθονία άνθρακα Χαμηλή ποιότητα. Συγκεκριμένα, οι μηχανές Newcomen χρησιμοποιήθηκαν σε ανθρακωρυχεία στην Αγγλία μέχρι το 1934.

Εγκεφαλικό επεισόδιο εργασίας σε κινητήρας κενού Newcomen δεν δεσμεύεται υψηλή πίεσηατμού, αλλά η χαμηλή πίεση του κενού που σχηματίζεται μετά την έγχυση νερού σε έναν κύλινδρο γεμάτο με ζεστό ατμό. Η χαμηλή πίεση κενού αύξησε την ασφάλεια του κινητήρα, αλλά μείωσε σημαντικά την ισχύ του κινητήρα.

Υπό την επίδραση του ίδιου του βάρους, το έμβολο της αντλίας (που είναι προσαρτημένο στον αριστερό ώμο του βραχίονα στροφείου στην κινούμενη εικόνα, το ίδιο το έμβολο δεν εμφανίζεται στην κινούμενη εικόνα) κατεβαίνει και το έμβολο του τμήματος ατμού της μηχανής (προσαρτημένο στο δεξί μπράτσο του βραχίονα rocker στο animation) ανεβαίνει και ο ατμός χαμηλή πίεσηεισέρχεται σε έναν κατακόρυφο κύλινδρο εργασίας, ανοιχτό στο πάνω μέρος. Η βαλβίδα εισαγωγής ατμού κλείνει και ο ατμός ψύχεται με συμπύκνωση. Αρχικά, ο ατμός συμπυκνώθηκε ως αποτέλεσμα της εξωτερικής ψύξης νερού του κυλίνδρου ατμού. Στη συνέχεια, εισήχθη μια βελτίωση: για να επιταχυνθεί η συμπύκνωση, εγχύθηκε νερό χαμηλής θερμοκρασίας στον κύλινδρο ατμού μετά το κλείσιμο της βαλβίδας (από ένα δοχείο ακριβώς κάτω από το δεξί βραχίονα του rocker στο κινούμενο σχέδιο) και το συμπύκνωμα έτρεξε στον συλλέκτη συμπυκνωμάτων . Όταν ο ατμός συμπυκνώνεται, η πίεση στον κύλινδρο πέφτει και η ατμοσφαιρική πίεση μετακινεί με δύναμη το έμβολο του τμήματος ατμού της μηχανής προς τα κάτω, κάνοντας μια διαδρομή εργασίας. Ταυτόχρονα, το έμβολο του τμήματος άντλησης της μηχανής ανεβαίνει, μεταφέροντας νερό μαζί του για περισσότερα υψηλό επίπεδο. Στη συνέχεια ο κύκλος επαναλαμβάνεται. Το έμβολο του τμήματος ατμού λιπαίνεται και σφραγίζεται ρίχνοντας μικρή ποσότητα νερού από πάνω του.

Αρχικά η διανομή του ατμού και του νερού ψύξης ήταν χειροκίνητη, στη συνέχεια εφευρέθηκε η αυτόματη διανομή, το λεγόμενο. «Μηχανισμός Πότερ».

Όσο μεγαλύτερη είναι η διαδρομή του εμβόλου και η δύναμη της πίεσης σε αυτό, τόσο μεγαλύτερη είναι η εργασία που κάνει η ατμοσφαιρική πίεση. Η πτώση πίεσης σε αυτή την περίπτωση εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία στην οποία συμπυκνώνεται ο ατμός και η δύναμη, ίση με το γινόμενο της πτώσης πίεσης και την περιοχή του εμβόλου, αυξάνεται με την αύξηση της περιοχής του εμβόλου, δηλαδή , τη διάμετρο του κυλίνδρου και, κατά συνέπεια, τον όγκο του κυλίνδρου. Συνολικά, αποδεικνύεται ότι η ισχύς του μηχανήματος αυξάνεται με την αύξηση του όγκου του κυλίνδρου.

Το έμβολο συνδέεται με μια αλυσίδα στο άκρο ενός μεγάλου βραχίονα, ο οποίος είναι ένας μοχλός διπλού βραχίονα. Η αντλία υπό φορτίο συνδέεται με μια αλυσίδα στο αντίθετο άκρο του βραχίονα παλινδρόμησης. Κατά τη διάρκεια της διαδρομής του εμβόλου προς τα κάτω, η αντλία σπρώχνει προς τα πάνω ένα μέρος του νερού και στη συνέχεια, υπό το δικό της βάρος, κινείται προς τα κάτω και το έμβολο ανεβαίνει, γεμίζοντας τον κύλινδρο με ατμό.

Η συνεχής ψύξη και η επαναθέρμανση του κυλίνδρου εργασίας της μηχανής ήταν πολύ σπάταλη και αναποτελεσματική, ωστόσο, αυτές οι ατμομηχανές επέτρεψαν την άντληση νερού από δύο φορές πιο βαθιά όσο το δυνατόν στα άλογα. Η θέρμανση αυτοκινήτων με κάρβουνο που εξορύσσεται στο ίδιο ορυχείο που εξυπηρετούσε το αυτοκίνητο αποδείχθηκε κερδοφόρο, παρά την τερατώδη λαιμαργία της εγκατάστασης: περίπου 25 κιλά άνθρακα την ώρα ανά ίππο. Το μηχάνημα του Newcomen δεν ήταν ένας γενικός κινητήρας και μπορούσε να λειτουργήσει μόνο ως αντλία. Οι προσπάθειες του Newcomen να χρησιμοποιήσει την παλινδρομική κίνηση ενός εμβόλου για να περιστρέψει έναν τροχό κουπιών στα πλοία ήταν ανεπιτυχείς. Ωστόσο, το πλεονέκτημα του Newcomen είναι ότι ήταν από τους πρώτους που συνειδητοποίησαν την ιδέα της χρήσης ατμού για την παραγωγή μηχανικής εργασίας. Το αυτοκίνητό του έγινε ο προκάτοχος κινητήρας γενικής χρήσης J. Watt.

Η διαδρομή εργασίας του εμβόλου είναι μόνο προς μία κατεύθυνση (προς τα κάτω) και οι σταθερές απώλειες θερμότητας λόγω της θέρμανσης του ψυχρού κυλίνδρου περιόρισαν την απόδοση της μηχανής (απόδοση μικρότερη από 1%).

Η πρώτη βελτίωση που εισήγαγε η Watt ήταν ένας ξεχωριστός συμπυκνωτής, ο οποίος επέτρεψε να διατηρείται ο κύλινδρος συνεχώς ζεστός.

Στη βασικά νέα μηχανή του, ο Watt εγκατέλειψε το σχήμα ατμού-ατμοσφαιρικής, δημιουργώντας μια μηχανή διπλής δράσης rocker στην οποία ήταν ενεργές και οι δύο διαδρομές του εμβόλου. Η αλυσίδα δεν μπορούσε πλέον να χρησιμεύσει ως σύνδεσμος μετάδοσης προς τον βραχίονα στροφέα κατά τη διάρκεια της ανοδικής διαδρομής του εμβόλου και προέκυψε η ανάγκη για έναν μηχανισμό που θα μεταβίβαζε την ισχύ από το έμβολο στον βραχίονα παλινδρόμησης και στις δύο κατευθύνσεις. Αυτός ο μηχανισμός αναπτύχθηκε επίσης από τον Watt. Η παραγωγική ικανότητα αυξήθηκε περίπου πενταπλασιάστηκε, με αποτέλεσμα την εξοικονόμηση 75% στο κόστος του άνθρακα. Το γεγονός ότι με βάση τη μηχανή του Watt κατέστη δυνατό να μετατραπεί η μεταφορική κίνηση του εμβόλου σε περιστροφική έγινε το έναυσμα για τη βιομηχανική επανάσταση. Η θερμική μηχανή θα μπορούσε τώρα να γυρίσει τον τροχό ενός μύλου ή εργοστασιακής μηχανής, απελευθερώνοντας την παραγωγή από τους υδάτινους τροχούς στα ποτάμια. Μέχρι το 1800, η ​​εταιρεία του Watt και του συνεργάτη του Bolton είχε παραγάγει 496 τέτοιους μηχανισμούς, εκ των οποίων μόνο 164 χρησιμοποιήθηκαν ως αντλίες. Άλλα 308 βρήκαν χρήση σε μύλους και εργοστάσια και 24 σερβιρίστηκαν

Τ. ατμομηχανή Newcomen.

Το 1705, ο μηχανικός Thomas Newcomen έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την εφεύρεσή του. θερμική μηχανή. Η αντλία ατμού του Newcomen άρχισε να χρησιμοποιείται στην Αγγλία για την άντληση νερού από ορυχεία. Το κύριο μέρος του ήταν ένα έμβολο, ισορροπημένο από ένα βάρος και κινούμενο σε μεγάλο κατακόρυφο κύλινδρο (2). Η πίεση ατμού που τροφοδοτήθηκε στον κύλινδρο από τον λέβητα (1) ανύψωσε το έμβολο. Η έγχυση κρύου νερού από τη δεξαμενή (5) απέθεσε ατμό και δημιούργησε ένα κενό στον κύλινδρο. Η ατμοσφαιρική πίεση έσπρωξε το έμβολο προς τα κάτω. Το νερό ψύξης και ο συμπυκνωμένος ατμός εκκενώθηκαν από τον κύλινδρο μέσω του σωλήνα (6) και η περίσσεια ατμού από το λέβητα απορρίφθηκε μέσω βαλβίδα ασφαλείας (7).

Μετά από αυτό, ο κινητήρας ήταν και πάλι έτοιμος για την επόμενη έγχυση ατμού. Το κύριο μειονέκτημα της μηχανής Newcomen ήταν ότι ο κύλινδρος εργασίας σε αυτό ήταν ταυτόχρονα πυκνωτής.

Εξαιτίας αυτού έπρεπε να εναλλάσσονταιπρώτα ψύξτε και μετά θερμάνετε τον κύλινδρο και η κατανάλωση καυσίμου αποδείχθηκε πολύ υψηλή.

Το μηχάνημα του Newcomen ήταν δυσκίνητο και λειτουργούσε αργά και κατά διαστήματα.
Οι επόμενοι εφευρέτες έκαναν πολλές βελτιώσεις στην αντλία Newcomen. Αλλά διάγραμμα κυκλώματοςΤα μηχανήματα της Newcomen παρέμειναν αμετάβλητα για 50 χρόνια.

Η ατμομηχανή του James Watt.

Το 1765, ο Άγγλος μηχανικός James Watt δημιούργησε ατμομηχανή.Το 1763-1764 έπρεπε να επισκευάσει ένα δείγμα της μηχανής Newcomen που ανήκε στο πανεπιστήμιο. Ο Watt έφτιαξε ένα μικρό μοντέλο του και άρχισε να μελετά τη δράση του. Έγινε αμέσως σαφές στον Watt ότι για πιο οικονομική λειτουργία του κινητήρα θα ήταν πιο σκόπιμο να διατηρείται ο κύλινδρος συνεχώς θερμαινόμενος. Το 1768, με βάση αυτό το μοντέλο, κατασκευάστηκε η μεγάλη μηχανή του Watt στο ορυχείο του ανθρακωρύχου Rebuka, για την εφεύρεση του οποίου έλαβε το πρώτο του δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το 1769.

Το πιο θεμελιώδες και σημαντικό πράγμα στην εφεύρεσή του ήταν ο χωρισμός κύλινδρος ατμούκαι ένας πυκνωτής, λόγω του οποίου δεν σπαταλήθηκε ενέργεια με συνεχή θέρμανση του κυλίνδρου. Το αυτοκίνητο έχει γίνει πιο οικονομική. Η αποτελεσματικότητά του έχει αυξηθεί.

Ξεκίνησε το 1776 εργοστασιακή παραγωγήατμομηχανές. Το μηχάνημα του 1776 παρουσίασε αρκετές θεμελιώδεις βελτιώσεις σε σχέση με το σχέδιο του 1765. Το έμβολο τοποθετήθηκε μέσα σε έναν κύλινδρο, που περιβαλλόταν από ένα περίβλημα ατμού. Το περίβλημα από πάνω ήταν κλειστό και ο κύλινδρος ήταν ανοιχτός. Ο ατμός εισήλθε στον κύλινδρο από το λέβητα μέσω ενός πλευρικού σωλήνα. Ο κύλινδρος συνδέθηκε με τον συμπυκνωτή μέσω ενός σωλήνα εξοπλισμένου με βαλβίδα απελευθέρωσης ατμού. Πάνω από αυτή τη βαλβίδα τοποθετήθηκε μια άλλη βαλβίδα εξισορρόπησης.

Ωστόσο, το μηχάνημα έκανε μόνο ένα πράγμα εργατικό κίνημα, δούλεψε σε εκρήξειςκαι επομένως θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μόνο ως αντλία. Για να τροφοδοτήσει μια ατμομηχανή άλλες μηχανές, ήταν απαραίτητο να δημιουργήσει ομοιόμορφη κυκλική κίνηση. Ένας τέτοιος κινητήρας διπλής ενέργειας αναπτύχθηκε από τον Watt το 1782. Η Watt χρειάστηκε μεγάλη προσπάθεια για να δημιουργήσει έναν μηχανισμό που μεταδίδει την κίνηση από το έμβολο στον άξονα, αλλά η Watt το πέτυχε επίσης δημιουργώντας μια ειδική συσκευή μετάδοσης, η οποία ονομάζεται Παραλληλόγραμμο Watt.Τώρα νέο κινητήραΤο Watt ήταν κατάλληλο για οδήγηση άλλων μηχανών εργασίας. Κατά το 1785-1795, παρήχθησαν 144 από αυτά ατμομηχανές, και μέχρι το 1800 υπήρχαν ήδη ατμομηχανές 321 Watt που λειτουργούσαν στην Αγγλία

Για να μετρήσει την ισχύ των ατμομηχανών, ο Watt εισήγαγε την ιδέα "Ιπποδύναμη",που χρησιμοποιείται ακόμα και σήμερα ως γενικά αποδεκτή μονάδα ισχύος. Ένα από τα μηχανήματα του Watt αγοράστηκε από έναν ζυθοποιό για να αντικαταστήσει το άλογο που οδηγούσε την αντλία νερού. Κατά την επιλογή της απαιτούμενης ισχύος μιας ατμομηχανής, ο ζυθοποιός όρισε το εργατικό δυναμικό του αλόγου ως οκτώ ώρες συνεχούς εργασίας μέχρι να εξαντληθεί πλήρως το άλογο. Ο υπολογισμός έδειξε ότι κάθε δευτερόλεπτο το άλογο σήκωνε 75 κιλά νερό σε ύψος 1 μέτρου, το οποίο λαμβανόταν ως μονάδα ισχύος 1 ιπποδύναμη.

Οι ατμομηχανές χρησιμοποιήθηκαν σε όλους τους κλάδους παραγωγής. Χρησιμοποιήθηκαν ευρέως στη βιομηχανία, τις μεταφορές και κάποτε έγιναν «μηχανές τεχνικής προόδου».

Ωστόσο συντελεστής χρήσιμη δράση οι καλύτερες ατμομηχανές δεν ξεπέρασαν το 5%! Από κάθε 1000 κιλά καυσίμου για χρήσιμη εργασίαξοδεύτηκαν μόνο 50 κιλά!

Μέχρι τα τέλη του 19ου αιώνα, ο σχεδιασμός του ατμοηλεκτρικού σταθμού βελτιώθηκε σημαντικά και οι βασικές αρχές του έχουν διατηρηθεί μέχρι σήμερα.
___

Είναι ενδιαφέρον ότι το 1735, ο πρώτος ανεμιστήρας στην ιστορία εγκαταστάθηκε στο κτίριο του αγγλικού κοινοβουλίου, ο οποίος κινούνταν από ατμομηχανή.
___

Το 1800, ένας Αμερικανός, ιδιοκτήτης ανθρακωρυχείου, εφηύρε τον πρώτο ανελκυστήρα ατμού. Το 1835, αυτός ο ανελκυστήρας ατμού τέθηκε σε χρήση στην επιχείρηση ανυψωτικών εργοστασίων στην Αγγλία και στη συνέχεια διαδόθηκε ευρέως στις ΗΠΑ.
Και στη δεκαετία του 1850, η Otis Steam Hoist Company εγκατέστησε το πρώτο της ανελκυστήρας επιβατώνσε ένα πενταόροφο κατάστημα στο Μπρόντγουεϊ. Το ασανσέρ πήρε έως και πέντε άτομα και τα μετέφερε με ταχύτητα 20 εκατοστών το δευτερόλεπτο.