Watt, James

James Watt
James Watt
Portræt af James Watt af Henry Howard , 1797 .
Fødselsdato	19. januar (30), 1736( 30-01-1736 )
Fødselssted	Greenock , Renfrewshire , Skotland _ _ _
Dødsdato	19. august 1819 (83 år)( 19-08-1819 )
Et dødssted	Handsworth , Birmingham , England _ _ _
Land	Storbritanien
Videnskabelig sfære	opfinder - mekaniker
Arbejdsplads	University of Glasgow [1]
Alma Mater	University of Glasgow
Kendt som	dampmaskine opfinder
Priser og præmier	æresdoktorgrad fra University of Glasgow [d] ( 1806 ) Scottish Engineering Hall of Fame [d] ( 2021 )
Autograf
Mediefiler på Wikimedia Commons

James Watt ( eng. James Watt ; 19. januar (30.), 1736 - 19. august 1819 ) - skotsk ingeniør , mekanisk opfinder .

Introducerede den første enhed af power- hestekræfter . [2] Enheden for effekt , watt , er opkaldt efter ham .

Forbedrede Newcomen dampmaskinen . Lavet en universel dobbeltvirkende dampmaskine . Watts opfindelser lancerede den industrielle revolution i England og derefter i hele verden.

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

Biografi

I det meste af mit liv har jeg arbejdet hårdt til gavn for samfundet, og forhåbentlig ikke forgæves.James Watt.

Watts oldefar var fra Aberdeenshire og var landmand. Under borgerkrigen 1644-1647 døde han i kamp for pagterne . Hans jord, ejendom og hus blev konfiskeret, og hans søn Thomas, Watts bedstefar, blev taget ind af slægtninge, der bor nær Greenock , ved Firth of Clyde . Thomas Watt opnåede en respekteret position i samfundet, underviste i matematik og navigation , fungerede som distriktsdommer, formand for kirkerådet. Hans søn James, far til den fremtidige opfinder, var en meget alsidig person: han byggede skibe, holdt et lager af skibstilbehør, drev maritim handel, skabte og reparerede selv forskellige instrumenter og mekanismer. Han byggede den første kran til Greenock Quay. Opfinderens mor, Agnes Muirhead, kom fra en velhavende familie og fik en meget god uddannelse. Begge forældre var presbyterianere .

Barndom

James Watt Jr. blev født 19. januar 1736 i Greenock. Han var ved dårligt helbred fra fødslen. Først blev han uddannet hjemme : hans mor lærte ham at læse, og hans far lærte ham at skrive og regne. Selvom han startede på Greenock High School, satte hans dårlige helbred og konstante lidelser en stopper for dette. Forældre insisterede ikke på obligatorisk undervisning i skolen, idet de troede, at sønnen selv kunne lære, hvad han ville. Watt havde ikke mulighed for at bruge tid i spil med jævnaldrende, hans eneste aktivitet uden for hjemmet var fiskeri . Det meste af året var han indespærret inden for væggene på sit værelse, hvor han studerede på egen hånd. En ven af hans far, der en dag så, at drengen tegnede nogle streger og vinkler på ildstedet med kridt, spurgte: "Hvorfor tillader du barnet at spilde tid; hvorfor ikke sende ham i skole?" James Watt Sr. svarede: "Døm ham ikke for hurtigt; først finde ud af, hvad han har gang i." Det viste sig, at han ledte efter en løsning på Euklid- problemet .

Som teenager var han glad for astronomi , kemiske eksperimenter , lærte at gøre alt med sine egne hænder, for hvilket han modtog titlen " jack of all trades " fra dem omkring ham. Hans far gav ham et sæt snedkerværktøj, og James lavede modeller af mekanismer og anordninger skabt af hans far.

Da han nåede en alder af eksamen fra folkeskolen, kom Watt ind i gymnastiksalen. Der studerer han blandt andet latin, fortsætter med at forbedre sin viden i matematik, hvor han viser stor succes. Han læser meget, og et slående træk ved hans karakter var, at han forsøgte at verificere næsten alt, hvad han læste i praksis.

Uddannelse

Da Watt var atten år gammel, døde hans mor. Hans fars anliggender, såvel som hans helbred, forværredes, og Watt blev tvunget til at prøve at tage vare på sig selv. Det blev besluttet, at James ville begynde på et håndværk relateret til måleinstrumenter . Da det var problematisk at lære en sådan besættelse i Skotland, tog Watt til London i et år. Med stort besvær formår han at få et job hos en vis Morgan, økonomiske muligheder tillod ham kun at betale et års studier. Dermed endte han i London i en ulovlig stilling, da han ikke officielt var optaget som lærling (rigtig læretid krævede syv års studier). Watt, der ikke skåner sig selv, kaster sig ud i arbejdet og giver det hele sin styrke. Startende med simple linealer og kompasser går han hurtigt videre til mere og mere komplekse instrumenter. Snart vil han være i stand til at lave en kvadrant , et proportional kompas , en teodolit . Han lever fra hånd til mund og forlader næsten aldrig huset: det var der ikke tid til, da han arbejdede hele dagen for ejeren, og om aftenen og morgenen skulle han udføre arbejde på bestilling for at have penge til sig selv. Da han ikke havde officiel "lærling"-status, kunne han også blive tvangsrekrutteret til flåden eller til East India Companys flåde .

I slutningen af studieåret vender han med dårligt helbred tilbage til Skotland til Glasgow med den hensigt at starte sin egen virksomhed. Han flytter ind hos sin onkel, Muirhead, og begynder at bygge og reparere oktanter , parallelle linealer , barometre , dele til teleskoper og andre instrumenter . Glasgow Craftsmen's Union forbyder imidlertid Watt at udføre sit arbejde, da han faktisk ikke modtog den passende uddannelse i henhold til butiksreglerne, og det på trods af, at han var den eneste mester i en sådan kvalifikation i Skotland. Fra en håbløs situation reddes Watt ved et tilfælde. Et parti astronomiske instrumenter ankommer til University of Glasgow . Grundlaget for det fremtidige Macfarlane Observatory krævede disse instrumenter rengøring, installation, justering. Gennem sin onkel, en professor i orientalske sprog og latin, kendte Watt Dr. Dick, en professor i naturvidenskab. Ved at bruge sin protektion får Watt jobbet med at sætte redskaberne i stand. For at gøre dette opretter han et lille værksted på universitetet. Han bliver udnævnt til master i videnskabelige instrumenter på universitetet, og fra det øjeblik får han endelig mulighed for at arbejde uden hensyntagen til de middelalderlige love, der herskede i håndværkssektoren. På universitetet mødte Watt kemikeren Joseph Black . Dette møde bidrog til udviklingen af en række nye kemiske instrumenter, der var nødvendige i Blacks videre forskning.

Da jeg så James Watt for første gang, vendte jeg mig mod ham og forventede kun at møde ham som en tekniker, og til min overraskelse fandt jeg en videnskabsmand, selvom jeg var lige så ung som mig selv ... jeg havde krav på at betragte mig selv en specialist i mekanik, men snart blev jeg fuldstændig skuffet over dette, og sørgede for, at Watt var langt foran mig ... I hans hænder blev alt begyndelsen på videnskabeligt arbejde, alt blev til videnskab ... Med hans almindeligt anerkendte mentale overlegenhed over hans jævnaldrende var der en fantastisk naiv enkelhed og åbenhed i Watts karakter.Erindringer om professor Robison , som var studerende under Watts embedsperiode på universitetet.

I 1759 indgik Watt et partnerskab med arkitekten og forretningsmanden John Craig. Sammen organiserer de produktionen af forskellige instrumenter, herunder musikalsk og forskelligt legetøj. Sagen tog hurtigt fart, og Watt slap af med savn for første gang. Stor efterspørgsel gav en god indtægt, sådan at det endda blev muligt at ansætte assistenter. Partnerskabet varede seks år indtil Craigs død.

I 1763 giftede Watt sig med sin kusine Margaret (Peggy) Miller. Han boede hos hende indtil hendes død i barselsseng i 1772. De fik fem børn, hvoraf kun to overlevede til voksenalderen: James Jr. (1769-1848) og Margaret (1767-1796). Han giftede sig anden gang i 1777 med Ann MacGregor, med hvem han fik to børn: Gregory (1777-1804), som blev geolog og mineralog, og Janet (1779-1794). Anne overlevede sin mand, hun døde i 1832.

Opfindelse

Tilbage i 1759 interesserede Watts ven John Robison ham i spørgsmålet om at bruge damp som en kilde til drivkraft. Newcomen-dampmaskinen havde eksisteret i halvtreds år, mest til at pumpe vand fra miner, men i al den tid var den aldrig blevet forbedret, og få mennesker forstod, hvordan den fungerede. Watt starter sin forskning i brugen af damp fra bunden, da han aldrig var stødt på dette problem før. Forsøg på at skabe en fungerende model af enheden ender dog ikke med noget. Han formår kun at bygge noget som en model af Severis dampmaskine ved hjælp af en Papen - kedel . Modellen havde dog så store mangler, at Watt opgav udviklingen.

I vinteren 1763 henvendte John Anderson, professor i fysik ved University of Glasgow, sig til ham med en anmodning om at reparere den nuværende model af Newcomen-dampmaskinen. Layoutet var udstyret med en 2-tommer cylinder og havde et stempelslag på 6 tommer. Watt udførte en række eksperimenter, især erstattede han metalcylinderen med en træ, smurt med linolie og tørret i en ovn, reducerede mængden af hævet vand i en cyklus, og modellen begyndte endelig at virke. Samtidig var Watt overbevist om maskinens ineffektivitet og lavede adskillige forbedringer af designet. Watt viste, at næsten tre fjerdedele af energien i varm damp bruges ineffektivt: Ved hver cyklus skal dampen opvarme cylinderen, da koldt vand tidligere var kommet ind i cylinderen for at kondensere noget af dampen for at reducere trykket. Således blev dampenergi brugt på konstant at opvarme cylinderen, i stedet for at blive omdannet til mekanisk energi.

Watt udfører en række eksperimenter på kogende vand, studerer elasticiteten af vanddamp ved forskellige temperaturer. Teoretisk og eksperimentel forskning får ham til at forstå vigtigheden af latent varme . Empirisk fastslår han, at vand omdannet til damp kan varme op til en koge seks gange mængden af vand. Watt slutter: “... For at lave en perfekt dampmaskine er det nødvendigt, at cylinderen altid er lige så varm som den damp, der kommer ind i den; men på den anden side skal kondenseringen af damp for at danne et hulrum ske ved en temperatur, der ikke overstiger 30 grader Réaumur (37,5 °C). Det er tilbage for Watt at tage et skridt, før "kondensationen af damp" adskilles fra cylinderen og udføres i en separat beholder. Dette skridt tager ham dog meget lang tid. I 1765 kommer der endelig en formodning i hans sind, og forsøg begynder at bringe den til live.

Den første væsentlige forbedring, som Watt patenterede i 1769 , var et isoleret kondensationskammer. Samme år formår han at opbygge en arbejdsmodel, der fungerer efter dette princip. Det var dog ikke muligt at skabe en bil i fuld størrelse. Watt havde brug for kapitalinvestering. Noget hjælp kom fra Joseph Black , og hovedstøtten kom fra John Roebuck , grundlæggeren af det legendariske Carron Company ( English Carron Iron Works ) . Mens han arbejdede på at forbedre maskinen, boede Watt på Roebucks ejendom i Kinneil House i Bo'ness . Den største vanskelighed var at få stemplet og cylinderen til at fungere. Metalindustrien på den tid var ikke i stand til at levere den nødvendige fremstillingsnøjagtighed.

Roebuck går konkurs, og Watts nye sponsor er Matthew Bolton , ejeren af et støberi ( Eng. Soho Foundry ) i Birmingham , hvor højt kvalificerede støbere arbejdede. Problemet med at fremstille en cylinder med stor diameter og tilsvarende stempel med den nødvendige præcision blev løst af John Wilkinson , som udviklede den passende teknologi på en kanonkuglefabrik ( Bersham Ironworks ) i Wrexham , North Wales ( engelsk North Wales ) .

Watts forsøg på at kommercialisere sine opfindelser var mislykkede, indtil han indgik et forretningsforhold med iværksætteren Matthew Bolton. Det fælles selskab "Boulton og Watt" ( engelsk Boulton og Watt ) fungerede med succes i femogtyve år, som et resultat af hvilket Watt blev en meget velhavende mand.

Watt isolerede dampcylinderen, og i 1782 opfandt den dobbeltvirkende maskine . Newcomens maskine var primært en vandløftemaskine og blev hovedsageligt brugt i minedrift. I mellemtiden havde andre hurtigt voksende industrier også brug for en mekanisk motor, og Watt satte sig selv til opgave at gøre dampmaskinen til en universalmotor.

Til dette formål var det først og fremmest nødvendigt at omdanne balancerens vippebevægelse til en kontinuerlig rotation af akslen. Her er hvad han skriver om dette i sin dagbog dateret 5. september 1779 :

Jeg kunne eliminere rotationsbevægelse i brandbilen ved hjælp af håndsving, og de kunne bevæge sig frem og tilbage efter behag; uden hjul, kæder, vedhæftede filer ville de give den bedste udnyttelse af damp, i forhold til den nødvendige kraft ...

Watt byggede endda en model, der fungerer ved hjælp af en ny mekanisme - et håndsving .

Men han havde ikke travlt med at konsolidere sin opfindelse, og året efter, i 1780, tog ingeniør Picard patent på brugen af en krank til en "brandbil". Watt måtte finde på nye måder at løse det samme problem på for at omgå Picards patent. I 1781 bestilte Watt Bolton til at tage patent på så mange som fem "nye metoder".

Alle blev testet af Bolton. De første fire viste sig at være til lidt nytte. Kun den femte fik praktisk betydning. Han kom til Watts sind, efter at de første fire blev sendt til Bolton for at tage patent. Denne "femte metode" kaldes planetarisk bevægelse . [6]

Sammen med mindre forbedringer gjorde denne opfindelse det muligt at øge dampmaskinens produktivitet med fire eller flere gange [7] . Derudover er selve maskinen blevet let overskuelig.

Patentsager

Efter at alle fordelene ved den nye bil blev tydelige, dukkede mange forfalskninger op, ofte af meget dårlig kvalitet. Indtægterne fra salg kunne være ret store, og derfor forsøgte enhver, der i det mindste havde en idé, selv en meget lille, om Watts bil, at lave den selv i et forsøg på at tjene penge. Watt og Bolton blev tvunget til at starte en kamp mod forfalskninger, da dette spolerede deres firmas omdømme, og derudover var nogle af de falske biler simpelthen farlige at betjene. Retssager tog meget tid, omkostningerne var i tusindvis, men Watt og Bolton formåede at vinde alle retssager og forsvare deres rettigheder.

Alderdom

Watt var multitalent, letlærte sprog, læste meget. Walter Scott udtrykker i forordet til en af sine romaner overraskelse over mangfoldigheden af viden om Watt, som han kendte i de sidste år af sit liv.

I sine faldende år arbejdede Watt meget på den maskine, han opfandt til at kopiere skulpturelle værker. Opfinderen selv kaldte det en eidograf. Denne mekaniske enhed gjorde det muligt at kopiere bas-relieffer, medaljoner, statuer, buster, kar og andre ting af den mest komplekse form med høj nøjagtighed. Watt begyndte at arbejde på denne maskine i slutningen af det 18. århundrede, men han formåede at forbedre den først mod slutningen af sit liv.

Han døde i en alder af 83 og blev begravet i sognekirken ( eng. St Mary's Church ) i Handsworth ( eng. Handsworth ). Snart blev et majestætisk monument over Watt rejst i Westminster Abbey , lavet af den talentfulde billedhugger Francis Legat Chantrey . Efterfølgende blev monumentet flyttet til St. Paul's Cathedral .

Watts navn bæres af Greenock College og Memorial Library, som han var med til at etablere.

Merit anerkendelse

I 1784 blev Watt valgt til Fellow i Royal Society of Edinburgh , i 1787 til Fellow i Philosophical Society ( eng. Batavian Society ) i Rotterdam . I 1806 modtog han en æresdoktorgrad i jura fra University of Glasgow . I 1814 valgte det franske videnskabsakademi ham til et udenlandsk medlem.

Et par år før hans død besluttede den engelske regering at udmærke Watt for tjenester til sit hjemland med en baronisk titel, men han afviste dette forslag. Han var medlem af Lunar Society - et uofficielt videnskabeligt selskab af fremtrædende personer fra den britiske oplysningstid , som omfattede industrifolk , naturfilosoffer og intellektuelle, hvis møder blev afholdt mellem 1765 og 1813 i Birmingham .

I 1935 opkaldte Den Internationale Astronomiske Union et krater på den synlige side af Månen efter Watt .

Den 29. maj 2009 meddelte Bank of England , at der ville blive udstedt en £ 50-seddel med Watt og Bolton. I øjeblikket er sedlen udstedt og i omløb.

Watt

Som en magtenhed foreslog Watt på et tidspunkt en sådan enhed som " hestekræfter ". I 1882 besluttede British Association of Engineers at tildele hans efternavn til magtenheden. Det var første gang i teknologihistorien, at en måleenhed havde sit eget navn .

Se også

Noter

↑ https://www.gla.ac.uk/schools/engineering/inthenews/introducingthejameswattschoolofengineering/
↑ WATT, James . Hentet 23. maj 2009. Arkiveret fra originalen 27. november 2014. (ubestemt)
↑ Watt; James (1736 - 1819) // Website for Royal Society of London (engelsk)
↑ Les membres du passé dont le nom commence par W Arkiveret 6. august 2020 på Wayback Machine (FR)
↑ James Watt - Biografi . Hentet 23. maj 2009. Arkiveret fra originalen 27. november 2014. (ubestemt)
↑ Borichevsky I. James Watt // Technique of Youth: journal. - 1933. - December ( nr. 6 ). - S. 61-63 .
↑ James Watt - skaberen af den universelle varmemotor (utilgængeligt link) . Hentet 23. maj 2009. Arkiveret fra originalen 27. september 2015. (ubestemt)

Litteratur

Petrushevsky F.F. Watt, James // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
Watt // Great Soviet Encyclopedia : I 65 bind / kap. udg. O. Yu. Schmidt . - 1. udg. - M . : Soviet Encyclopedia , 1947. - T. 55 (Trichocyster - ukrainsk kunst). - S. 488. - 986 s. - 45.000 eksemplarer.
Watt (Watt), James // Topsel - Uzhenye. - M . : Soviet Encyclopedia, 1956. - S. 582-583. - ( Den store sovjetiske encyklopædi : [i 51 bind] / chefredaktør B. A. Vvedensky ; 1949-1958, v. 43).
Watt (Watt) James / I. Ya. Confederates // Tardigrades - Ulyanovo. - M .: Soviet Encyclopedia, 1977. - S. 435. - ( Great Soviet Encyclopedia : [i 30 bind] / chefredaktør A. M. Prokhorov ; 1969-1978, v. 26).
Khramov Yu. A. Watt James // Physicists: Biografisk vejledning / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2. rev. og yderligere — M .: Nauka , 1983. — S. 267. — 400 s. - 200.000 eksemplarer.
Kamensky A. V. James Watt. Hans liv og videnskabelige og praktiske aktiviteter // Gutenberg. Watt. Stephenson og Fulton. Daguerre og Niepce. Edison og Morse: Biografiske fortællinger. / N. F. Boldyrev. - 2. udg. - Chelyabinsk: Ural, 1995. - S. 101-182. — 438 s. — 25.000 eksemplarer. — ISBN 5-88294-066-4 .