瓦特蒸汽机怎么发明的

作者:admin | 日期:2020-06-25

  世界科技史上,有这样一位科学家、发明家,他没有接受过正规的教育,只是以学徒出身,但是他凭借自己的聪明才智完成了人类社会急需的一项伟大发明,为人类历史发展做出了极大的贡献。这个人就是发明蒸汽机的瓦特。

  詹姆斯·瓦特,从小受到机械工匠父亲的影响,对制造小工艺充满浓厚的兴趣。关于瓦特有一个有趣的故事:有一天,家里的一壶水开了,壶盖被水蒸汽吹得一直在跳。这对于常人来讲是司空见惯的事情,但小瓦特对它却充满好奇,他一直在琢磨壶盖一直跳动的原因。

  

  由此可见,瓦特从小就善于独立思考,这种习惯使他受益终身。瓦特由于体弱多病,不得不做出退学的决定,但是这并没有影响他对知识的痴迷追求。他一直坚持自学,完成了几何学的课程。后来瓦特当过修理厂的徒工,他凭借自己的好学很快就掌握了技术,但是由于高强度的劳动使得他的身体每况愈下,最后他被迫回家休养。

  当身体条件有所好转后,瓦特准备学习制造仪器,但是由于他不够条件未获允许。不过塞翁失马,焉知非福,格拉斯哥大学教授台克非常欣赏瓦特的才能,把他介绍到格拉斯哥大学当了修理教学仪器的工人。这段经历对于瓦特的一生是非常关键的。在这段时间里,他认识了化学家约瑟夫·布莱克和约翰·鲁宾逊等,由于好学,瓦特学到了很多科学理论知识。

  一次,瓦特在修理一台纽可门蒸汽机的过程中,发现了旧式机器效率低的主要原因:原来每次冲程冷水冷却汽缸的过程会造成热量的消耗,绝大部分蒸汽被白白浪费。因此,瓦特认为,如果在汽缸外加上绝热外套让蒸汽保持所必须具有的温度,或者让作功后的蒸汽尽快冷却,这样就可以提高热机的效率。

  后来,瓦特意识到蒸汽在缸内冷凝最终导致了蒸汽机热效率低,那如果将蒸汽在缸外冷凝不就解决难题了吗?于是瓦特分离冷凝器的最初设想产生了。瓦特设计蒸汽机的道路充满坎坷,根据分离冷凝器的设想,瓦特设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机,然而其效果却并不如人意。其效率远远没能达到瓦特的预想,而这次失败已经让瓦特身陷困境,债台高筑。

  不过此时瓦特认识了化工技师罗巴克,罗巴克表示支持瓦特的实验。此后的三年,瓦特战胜重重困难,最终于1769年制造出了第一台样机,同时,瓦特还发明了冷凝器,使他获得了在革新纽可门蒸汽机过程中自己的第一项专利。没想到由于这种蒸汽机的销售不佳,罗巴克竟濒于破产。所幸这时工程师兼企业家博尔顿又开始与瓦特合作。但是,此后研发生产的蒸汽机不但改进不大,而且耗费了巨资。博尔顿也不堪忍受如此大的压力,到了濒临破产的地步。


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