詹姆斯-瓦特

詹姆斯-瓦特(1736年1月19日-1819年8月19日)是一位苏格兰数学家和工程师。他并没有发明第一台蒸汽机,但他确实对其进行了改造,使之工作得更好。在瓦特开始工作的时候,已经有其他获得专利的蒸汽机(如Savery和Newcomen的蒸汽机)在使用。他的主要贡献是开发了现代形式的蒸汽机。瓦特的蒸汽机被认为是推动了18和19世纪的工业革命。詹姆斯-瓦特是一位杰出的工程师,他也改造了纽科门发动机。

今天,大多数人通过以他的名字命名一个功率单位--瓦特,来纪念他。

詹姆斯-瓦特的画像Zoom
詹姆斯-瓦特的画像

老贝斯 ,现存最古老的梁式发动机,由马修-包尔顿和詹姆斯-瓦特于1777年建造。科学博物馆,伦敦Zoom
老贝斯 ,现存最古老的梁式发动机,由马修-包尔顿和詹姆斯-瓦特于1777年建造。科学博物馆,伦敦

传记

詹姆斯-瓦特于1736年1月19日出生在伦弗鲁郡的格林洛克。他的父亲是一名船匠、船主和承包商,并担任该镇的首席管家。他的母亲艾格尼丝-穆尔黑德(Agnes Muirhead)来自一个杰出的家庭,受过良好的教育。两人都是长老会成员和坚定的圣约信徒。瓦特的祖父托马斯-瓦特教数学,是卡兹本男爵的管家。瓦特并不是每天都去上学。起初,他大部分时间是由母亲在家里教育,但后来他上了格林诺克文法学校。他表现出高超的手艺和天生的数学能力,尽管拉丁文希腊文未能引起他的兴趣。他还吸收了苏格兰人的传奇和传说。

离心式调速器

瓦特的许多改进之一是发明了一个 "离心调速器 "来自动调节发动机的速度。这在蒸汽机上是最明显的,它可以调节蒸汽进入汽缸的量。它也可以在内燃机和各种燃料的涡轮机上找到,以及在一些现代报时钟中找到。

离心式调速器是一种静态装置,通过调节驱动机器的 "中间物质"(蒸汽)的数量来控制发动机的速度。无论负载或燃料供应情况如何,这都能保持一个接近恒定的速度。它使用比例控制的原则:这意味着(在这种情况下)蒸汽的停止量根据机器的速度而变化。

在瓦特的飞球装置上,随着机器的加速,球飞得更快。当它们飞得更快时,它们就从中心柱上移开。当它们从中心柱上移开时,它们会更牢固地关闭蒸汽供应。当它们这样做时,机器就会慢下来,球就会旋转得更慢,并允许更多的蒸汽进入汽缸。此外,该系统还有一个安全释放阀,允许多余的蒸汽排出而不驱动车轮。在1775年至1800年间,该公司共制造了500台包尔顿和瓦特发动机。

后来,这种反馈回路成为控制论的一个重要工具。

1788年的Boulton & Watt发动机的离心调速器Zoom
1788年的Boulton & Watt发动机的离心调速器

离心式 "飞球 "调速器的图纸Zoom
离心式 "飞球 "调速器的图纸

伙伴关系

瓦特与米德兰兹月球协会的一名成员马修-包尔顿建立了伙伴关系。包尔顿和瓦特的公司设计和制造蒸汽机,在工业革命中非常重要。

苏豪铸造厂

起初,合伙企业为发动机制定图纸和规格,并监督在客户的财产上安装发动机的工作。他们自己几乎不生产任何零件。瓦特在伯明翰Harper's Hill的家中完成了大部分工作,而鲍尔顿则在Soho工厂工作。

渐渐地,合伙人开始实际制造越来越多的零件,到1795年,他们在离Soho工厂一英里远的伯明翰运河畔购买了一处房产。他们在那里建造了一个新的铸造厂来制造发动机。Soho铸造厂于1796年开业,当时瓦特的儿子格雷戈里和小詹姆斯正大力参与企业的管理。1800年,即瓦特退休的那一年,该公司总共制造了41台发动机。

瓦特于1800年退休,同年,他的基本专利和与包尔顿的伙伴关系到期。这一著名的合伙关系被转让给他们的儿子马修-罗宾逊-包尔顿和小詹姆斯-瓦特。

问题和答案

问:詹姆斯-瓦特是谁?
答:詹姆斯-瓦特(James Watt)是苏格兰数学家和工程师,因其在现代蒸汽机发展中的贡献而闻名于世。

问:詹姆斯-瓦特发明了第一台蒸汽机吗?
答:不,詹姆斯-瓦特没有发明第一台蒸汽机。

问:詹姆斯-瓦特对蒸汽机的发展有何贡献?
答:詹姆斯-瓦特对蒸汽机发展的主要贡献是改进蒸汽机,使其更好地工作,并开发了现代形式的蒸汽机。

问:在詹姆斯-瓦特开始研究蒸汽机之前,哪些蒸汽机已经投入使用?
答:在詹姆斯-瓦特开始改装蒸汽机之前,其他获得专利的蒸汽机,如萨弗里蒸汽机和纽科门蒸汽机已经投入使用。

问:詹姆斯-瓦特的功绩是什么?
答:詹姆斯-瓦特凭借瓦特蒸汽机推动了 18 和 19 世纪的工业革命。

问:詹姆斯-瓦特是如何改造纽科门发动机的?
答:詹姆斯-瓦特通过增加一个独立的冷凝器改造了纽科门发动机,减少了能源浪费,提高了蒸汽机的效率。

问:怎样纪念詹姆斯-瓦特?
答:大多数人为了纪念詹姆斯-瓦特,用他的名字命名了功率单位--瓦特。

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3