Watte, Jamesi

James Watt
James Watt

Portrét Jamese Watta
od Henryho Howarda , 1797 . 
Datum narození 19. (30. ledna), 1736( 1736-01-30 )
Místo narození Greenock , Renfrewshire , Skotsko _  _ _
Datum úmrtí 19. srpna 1819 (83 let)( 1819-08-19 )
Místo smrti Handsworth , Birmingham , Anglie _  _ _
Země
Vědecká sféra vynálezce - mechanik
Místo výkonu práce
Alma mater
Známý jako vynálezce parního stroje
Ocenění a ceny čestný doktorát z University of Glasgow [d] ( 1806 ) Scottish Engineering Hall of Fame [d] ( 2021 )
Autogram
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

James Watt ( angl.  James Watt ; 19. ledna  (30),  1736  - 19. srpna 1819 ) - skotský inženýr , strojní vynálezce .

Představil první jednotku výkonu - koňskou sílu . [2] Jednotka výkonu  , watt , je pojmenována po něm .

Vylepšen parní stroj Newcomen . Vytvořil univerzální dvojčinný parní stroj . Wattovy vynálezy zahájily průmyslovou revoluci v Anglii a poté po celém světě.

Člen Royal Society of Edinburgh (1784), Royal Society of London (1785) [3] , zahraniční člen Pařížské akademie věd (1814; dopisovatel od roku 1808) [4] [5] .

Životopis

Většinu svého života jsem tvrdě pracoval ve prospěch společnosti a doufám, že ne nadarmo.James Watt.

Wattův pradědeček pocházel z Aberdeenshire a byl farmář. Během občanské války v letech 1644-1647 zemřel v boji za Covenanters . Jeho půda, majetek a dům byly zkonfiskovány a jeho syna Thomase, Wattova dědečka, přijali příbuzní žijící poblíž Greenocku , na Firth of Clyde . Thomas Watt dosáhl respektovaného postavení ve společnosti, učil matematiku a navigaci , sloužil jako hlavní okresní soudce, předseda církevní rady. Jeho syn James, otec budoucího vynálezce, byl velmi všestranný člověk: stavěl lodě, vedl sklad lodního příslušenství, provozoval námořní obchod, sám vytvářel a opravoval různé nástroje a mechanismy. Postavil první jeřáb pro Greenock Quay. Matka vynálezce Agnes Muirheadová pocházela z bohaté rodiny a dostalo se jí velmi dobrého vzdělání. Oba rodiče byli presbyteriáni .

Dětství

James Watt Jr. se narodil 19. ledna 1736 v Greenocku. Od narození byl ve špatném zdravotním stavu. Nejprve se vzdělával doma : matka ho naučila číst a otec ho naučil psát a počítat. Přestože začínal na střední škole Greenock, jeho špatné zdraví a neustálé neduhy to ukončily. Rodiče netrvali na povinné školní docházce a věřili, že syn se sám může naučit, co chce. Watt neměl možnost trávit čas ve hrách s vrstevníky, jeho jedinou činností mimo domov byl rybolov . Většinu roku byl uzavřen mezi zdmi svého pokoje, kde se učil sám. Přítel jeho otce, když jednoho dne viděl, že chlapec kreslí křídou na krbu nějaké čáry a úhly, zeptal se: „Proč dovolujete, aby dítě ztrácelo čas; proč ho nepošleš do školy?" James Watt starší odpověděl: „Nesuďte ho příliš rychle; nejdřív zjistěte, co má za lubem." Ukázalo se, že hledal řešení euklidovského problému .

Jako teenager měl rád astronomii , chemické experimenty , všechno se naučil dělat vlastníma rukama, za což od svého okolí získal titul „ všeho řemesla “. Jeho otec mu dal sadu tesařských nástrojů a James vytvořil modely mechanismů a zařízení vytvořených jeho otcem.

Po dosažení věku absolvování základní školy vstoupil Watt na gymnázium. Tam studuje mimo jiné latinu, pokračuje ve zdokonalování svých znalostí v matematice, kde vykazuje velké úspěchy. Hodně čte a nápadným rysem jeho postavy bylo, že se téměř vše, co četl, snažil ověřit v praxi.

Vzdělávání

Když bylo Wattovi osmnáct let, zemřela mu matka. Otcovy záležitosti, stejně jako jeho zdraví, se zhoršily a Watt byl nucen snažit se o sebe postarat. Bylo rozhodnuto, že James začne s řemeslem souvisejícím s měřicími přístroji . Protože bylo problematické naučit se takové povolání ve Skotsku, Watt odjel na rok do Londýna. S velkými obtížemi se mu podaří získat práci u jistého Morgana, finanční možnosti mu umožnily zaplatit pouze rok studia. Skončil tak v Londýně na nelegální pozici, protože nebyl oficiálně zapsán jako učeň (skutečné vyučení vyžadovalo sedm let studia). Watt se nešetří a vrhá se do práce a dává tomu veškerou svou sílu. Počínaje jednoduchými pravítky a kružítky rychle přechází ke stále složitějším nástrojům. Brzy bude schopen vyrobit kvadrant , proporcionální kompas , teodolit . Žije z ruky do úst a téměř nevychází z domu: na to nebyl čas, protože celý den pracoval pro majitele a večer a ráno musel dělat práci na zakázku, aby měl peníze pro sebe. Také, protože neměl oficiální status „učedníka“, mohl být násilně naverbován do námořnictva nebo do námořnictva Východoindické společnosti .

Na konci roku studia se s podlomeným zdravím vrací do Skotska, do Glasgow, s úmyslem rozjet vlastní podnikání. Nastěhuje se ke svému strýci Muirheadovi a začne stavět a opravovat oktanty , paralelní pravítka , barometry , díly pro dalekohledy a další přístroje .  Glasgow Craftsmen's Union však zakazuje Wattovi vykonávat jeho práci, protože ve skutečnosti nezískal odpovídající školení podle obchodního řádu, a to přesto, že byl jediným mistrem takové kvalifikace ve Skotsku. Z bezvýchodné situace je Watt zachráněn náhodou. Na univerzitu v Glasgow dorazí várka astronomických přístrojů . Základ budoucí observatoře Macfarlane , tyto přístroje vyžadovaly čištění, instalaci, seřízení. Prostřednictvím svého strýce, profesora orientálních jazyků a latiny, se Watt znal s Dr. Dickem, profesorem přírodních věd. S využitím své záštity dostane Watt za úkol dát nástroje do pořádku. K tomu si na univerzitě vytvoří malou dílnu. Na univerzitě je jmenován mistrem vědeckých nástrojů a od té chvíle konečně dostává příležitost pracovat bez ohledu na středověké zákony, které panovaly v řemeslném sektoru. Na univerzitě se Watt setkal s chemikem Josephem Blackem . Toto setkání přispělo k vývoji řady nových chemických nástrojů potřebných pro Blackův další výzkum.  

Když jsem poprvé uviděl Jamese Watta, obrátil jsem se k němu, očekával jsem, že se s ním nesetkám víc než s technikem, a ke svému překvapení jsem našel vědce, i když tak mladý jako já... Měl jsem nárok považovat se za sebe specialista na mechaniku, ale brzy mě to úplně zklamalo, když jsem se ujistil, že Watt byl daleko přede mnou ... V jeho rukou se vše stalo počátkem vědecké práce, vše se změnilo ve vědu ... S jeho obecně uznávanou duševní převahou nad jeho vrstevníky byla ve Wattově povaze nějaká úžasná naivní jednoduchost a otevřenost.Vzpomínky profesora Robisona , který byl studentem během Wattova působení na univerzitě.

V roce 1759 Watt uzavřel partnerství s architektem a obchodníkem Johnem Craigem. Společně organizují výrobu různých nástrojů, včetně hudebních a různých hraček. Případ rychle nabral na obrátkách a Watt se poprvé zbavil nouze. Velká poptávka přinesla dobrý příjem, takže bylo možné najmout i asistenty. Partnerství trvalo šest let až do Craigovy smrti.

V roce 1763 se Watt oženil se svou sestřenicí Margaret (Peggy) Millerovou. Žil s ní až do její smrti při porodu v roce 1772. Měli pět dětí, z nichž pouze dvě se dožily dospělosti: James Jr. (1769-1848) a Margaret (1767-1796). Podruhé se oženil v roce 1777 s Ann MacGregorovou, se kterou měl dvě děti: Gregoryho (1777–1804), který se stal geologem a mineralogem, a Janet (1779–1794). Anna přežila svého manžela, zemřela v roce 1832.

Vynález

V roce 1759 se Wattův přítel John Robison zajímal o otázku využití páry jako zdroje hybné energie. Parní stroj Newcomen existoval už padesát let, většinou pro čerpání vody z dolů, ale za celou tu dobu nebyl nikdy vylepšen a málokdo pochopil, jak funguje. Watt začíná svůj výzkum využití páry od nuly, protože se s tímto problémem nikdy předtím nesetkal. Pokusy o vytvoření funkčního modelu zařízení však nekončí ničím. Podařilo se mu postavit pouze něco jako model Severiho parního stroje pomocí kotle Papen . Model měl však tak velké nedostatky, že Watt vývoj opustil.

V zimě roku 1763 ho John Anderson, profesor fyziky na univerzitě v Glasgow, oslovil s žádostí o opravu současného modelu parního stroje Newcomen. Uspořádání bylo vybaveno 2palcovým válcem a mělo zdvih pístu 6 palců. Watt provedl řadu experimentů, zejména vyměnil kovový válec za dřevěný, namazal lněným olejem a sušil v peci, snížil množství vody zvednuté v jednom cyklu a model konečně začal fungovat. Watt byl zároveň přesvědčen o neefektivnosti stroje a provedl četná vylepšení konstrukce. Watt ukázal, že téměř tři čtvrtiny energie horké páry jsou vynaloženy neefektivně: při každém cyklu musí pára válec zahřát, protože do válce předtím vstoupila studená voda, aby zkondenzovala část páry, aby se snížil tlak. Energie páry byla tedy vynaložena na neustálé zahřívání válce, místo aby byla přeměněna na mechanickou energii.

Watt provádí řadu experimentů na vařící vodě, studuje elasticitu vodní páry při různých teplotách. Teoretické a experimentální výzkumy jej přivedly k pochopení důležitosti latentního tepla . Empiricky zjistil, že voda přeměněná na páru může zahřát k varu šestinásobek množství vody. Watt uzavírá: „... Aby byl vyroben dokonalý parní stroj, je nutné, aby válec byl vždy tak horký, jako pára do něj vstupující; ale na druhé straně ke kondenzaci páry k vytvoření dutiny musí dojít při teplotě nepřesahující 30 stupňů Réaumur (37,5 °C). Na Wattovi zbývá udělat jeden krok, než oddělí „kondenzaci páry“ z válce a provede ji v samostatné nádobě. Tento krok mu však trvá velmi dlouho. V roce 1765 konečně přichází na mysl jeho domněnka a začínají pokusy ji uvést v život.

Prvním významným vylepšením, které si Watt patentoval v roce 1769 , byla izolovaná kondenzační komora. Ve stejném roce se mu podaří vybudovat fungující model, který na tomto principu funguje. Nebylo však možné vytvořit auto v plné velikosti. Watt potřeboval kapitálovou investici. Nějaká pomoc přišla od Josepha Blacka a hlavní podpora přišla od Johna Roebucka , zakladatele legendární Carron Company ( anglicky  Carron Iron Works ) . Zatímco pracoval na zlepšení stroje, Watt žil na Roebuckově panství , v Kinneil House , v Bo'ness . Hlavním problémem bylo zajistit, aby píst a válec fungovaly. Tehdejší kovoprůmysl nebyl schopen zajistit požadovanou přesnost výroby.    

Roebuck zkrachuje a Wattovým novým sponzorem je Matthew Bolton , majitel slévárny ( Eng.  Soho Foundry ) v Birminghamu , kde pracovali vysoce kvalifikovaní slévači. Problém výroby válce velkého průměru a odpovídajícího pístu s požadovanou přesností vyřešil John Wilkinson , který vyvinul příslušnou technologii v továrně na dělové koule ( Bersham Ironworks ) ve Wrexhamu v Severním Walesu ( anglicky  North Wales ) . 

Wattovy pokusy o komercializaci svých vynálezů byly neúspěšné, dokud nenavázal obchodní vztah s podnikatelem Matthewem Boltonem. Společná společnost "Boulton and Watt" ( anglicky  Boulton and Watt ) úspěšně fungovala dvacet pět let, v důsledku čehož se Watt stal velmi bohatým mužem.

Watt izoloval parní válec a v roce 1782 vynalezl dvojčinný stroj . Newcomenův stroj byl především stroj na zvedání vody a používal se především v hornictví. Mezitím potřebovala mechanický motor i další rychle se rozvíjející průmyslová odvětví a Watt si dal za úkol udělat z parního stroje univerzální motor.

K tomuto účelu bylo v prvé řadě nutné převést kývavý pohyb vyvažovače na plynulé otáčení hřídele. Zde je to, co o tom píše ve svém deníku z 5. září 1779 :

Pomocí klik jsem mohl eliminovat rotační pohyb v hasičské stříkačce a ty se mohly libovolně pohybovat tam a zpět; bez kol, řetězů, nástavců by poskytly nejlepší využití páry v poměru k požadované síle ...

Watt dokonce postavil model, který funguje s pomocí nového mechanismu - kliky .

S konsolidací svého vynálezu však nespěchal a následující rok, v roce 1780, si inženýr Picard nechal patentovat použití kliky pro „požární motor“. Watt musel přijít s novými způsoby, jak vyřešit stejný problém, aby obešel Picardův patent. V roce 1781 Watt pověřil Boltona, aby si nechal patentovat až pět „nových metod“.

Všechny testoval Bolton. První čtyři se ukázaly jako málo použitelné. Teprve pátý získal praktický význam. Přišel Wattovi na mysl poté, co první čtyři poslali do Boltonu, aby si vzali patent. Tato „pátá metoda“ se nazývá planetární pohyb . [6]

Spolu s menšími vylepšeními tento vynález umožnil čtyřnásobně i vícenásobně zvýšit produktivitu parního stroje [7] . Navíc se samotný stroj stal snadno ovladatelným.

Patentové spory

Poté, co se ukázaly všechny výhody nového vozu, objevilo se mnoho padělků, často velmi špatné kvality. Výnosy z prodeje mohly být poměrně velké, a proto každý, kdo měl o Wattově autě alespoň nějakou, byť velmi malou představu, se snažil ve snaze vydělat si ji sám vyrobit. Watt a Bolton byli nuceni zahájit boj proti padělkům, protože to kazilo pověst jejich společnosti a navíc provoz některých falešných aut byl prostě nebezpečný. Soudní spory zabraly spoustu času, náklady byly v tisících, ale Wattovi a Boltonovi se podařilo vyhrát všechny soudní spory a obhájit svá práva.

Stáří

Watt byl multitalent, snadno se učil jazyky, hodně četl. Walter Scott v předmluvě k jednomu ze svých románů vyjadřuje překvapení nad rozmanitostí znalostí Watta, kterého znal v posledních letech svého života.

Ve svých ubývajících letech odvedl Watt hodně práce na stroji, který vynalezl pro kopírování sochařských děl. Sám vynálezce jej nazval eidograf. Toto mechanické zařízení umožňovalo s vysokou přesností kopírovat basreliéfy, medailony, sochy, busty, nádoby a další věci nejsložitějšího tvaru. Watt na tomto stroji začal pracovat na konci 18. století, ale zdokonalit se mu ho podařilo až ke konci svého života.

Zemřel ve věku 83 let a byl pohřben ve farním kostele ( ang.  St Mary's Church ) v Handsworth ( ang.  Handsworth ). Brzy byl ve Westminsterském opatství vztyčen Wattův majestátní pomník , který vytvořil talentovaný sochař Francis Legat Chantrey . Následně byl pomník přemístěn do katedrály sv. Pavla .

Wattovo jméno nese Greenock College a Memorial Library, kterou pomáhal zakládat.

Uznání zásluh

V roce 1784 byl Watt zvolen členem Royal Society of Edinburgh , v roce 1787 členem Philosophical Society ( eng.  Batavian Society ) v Rotterdamu . V roce 1806 získal čestný doktorát práv z University of Glasgow . V roce 1814 ho Francouzská akademie věd zvolila za zahraničního člena.

Několik let před jeho smrtí se anglická vláda rozhodla vyznamenat Watta za zásluhy o jeho vlast baronským titulem, ten však tento návrh odmítl. Byl členem Lunar Society  - neoficiální vědecké společnosti významných osobností britského osvícenství , která zahrnovala průmyslníky , přírodní filozofy a intelektuály, jejichž setkání se konala v letech 1765 až 1813 v Birminghamu .

V roce 1935 pojmenovala Mezinárodní astronomická unie kráter na viditelné straně Měsíce po Wattovi .

29. května 2009 Bank of England oznámila, že bude vydána bankovka v hodnotě 50 GBP s Wattem a Boltonem. V tuto chvíli je bankovka vydána a je v oběhu.

Watt

Jako jednotku síly, Watt najednou navrhoval takovou jednotku jako “ koňská síla ”. V roce 1882 se Britská asociace inženýrů rozhodla přiřadit jeho příjmení k jednotce moci. Bylo to poprvé v historii technologie, kdy měla měrná jednotka svůj vlastní název .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ https://www.gla.ac.uk/schools/engineering/inthenews/introducingthejameswattschoolofengineering/
  2. ↑ WATT, James . Získáno 23. května 2009. Archivováno z originálu dne 27. listopadu 2014.
  3. ↑ Watt; James (1736 - 1819) // Webové stránky Královské společnosti v Londýně  (anglicky)
  4. ↑ Les membres du passé dont le nom zahájit par W Archivováno 6. srpna 2020 na Wayback Machine  (FR)
  5. ↑ James Watt – Životopis . Získáno 23. května 2009. Archivováno z originálu dne 27. listopadu 2014.
  6. ↑ Borichevsky I. James Watt // Technika mládí: časopis. - 1933. - prosinec ( č. 6 ). - S. 61-63 .
  7. ↑ James Watt - tvůrce univerzálního tepelného motoru (nepřístupný odkaz) . Získáno 23. května 2009. Archivováno z originálu dne 27. září 2015. 

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Foto, video a zvuk
Tematické stránky
Slovníky a encyklopedie
Genealogie a nekropole