詹姆斯·瓦特(1736-1819)没有发现蒸汽可以被利用并发挥作用,因为瓦特出生时,英国就有蒸汽机从矿井中抽水。我们不知道到底是谁发现的,但我们知道古希腊人有粗糙的蒸汽机。然而,瓦特发明了第一台实用的发动机。因此,“现代”蒸汽机的历史往往从他开始。
我们可以想象,一个年轻的瓦特坐在他母亲小屋的壁炉旁,聚精会神地看着沸腾的茶壶里冒出的蒸汽,这是他毕生对蒸汽着迷的开始。
1763,当他二十八岁,在格拉斯哥大学当数学仪器制造者时,Thomas Newcomen的(1663—1729)蒸汽泵引擎的模型被带到他的商店修理。瓦特一直对机械和科学仪器感兴趣,特别是那些处理蒸汽的仪器。纽科门的引擎一定让他很兴奋。
瓦特建立了模型并观察它的运行。他指出,汽缸的交替加热和冷却是如何浪费电力的。经过数周的试验,他得出结论,为了使发动机实用,汽缸必须保持与进入汽缸的蒸汽一样热。然而,为了冷凝蒸汽,发生了一些冷却。这是发明家面临的一个挑战。
瓦特提出了独立冷凝器的想法。在他的日记中,这位发明家写道,1765年的一个星期天下午,当他走过格拉斯哥果岭时,他产生了这个想法。如果蒸汽在与汽缸分离的容器中冷凝,则很可能同时保持冷凝容器冷却和汽缸热。第二天早上,瓦特制作了一个原型,并发现它可以工作。他还做了其他改进,制造了他现在著名的蒸汽机。
在经历了一两次灾难性的商业经历后,詹姆斯·瓦特与风险资本家、Soho工程公司老板马修·博尔顿(Matthew Boulton)联系在一起。博尔顿和瓦特的公司成名了,瓦特一直活到1819年8月19日,他的蒸汽机在即将到来的新工业时代成为最大的单一因素。
然而,尽管博尔顿和瓦特是先驱者,但他们并不是唯一致力于蒸汽机开发的人。他们有对手。一位是英国的理查德·特雷维希克(1771-1833),他成功地测试了一台蒸汽机车发动机。另一位是费城的奥利弗·埃文斯(1775-1819),他发明了第一台固定式高压蒸汽机。他们对高压发动机的独立发明与瓦特的蒸汽机形成了对比,在瓦特的蒸汽机中,蒸汽进入汽缸的压力仅略高于大气压力。
瓦特一生都坚持发动机的低压理论。博尔顿和瓦特对理查德·特雷维希克的高压发动机实验感到担忧,他们试图让英国议会通过一项禁止高压的法案,理由是高压发动机爆炸会危及公众。
具有讽刺意味的是,瓦特对其1769年专利的执着,确实推迟了高压技术的全面发展,激发了特雷维希克的创新技术来解决专利问题,从而加速了他的最终成功。
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