James Watt

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži
James Watt
Crtež iz 1774., koji prikazuje parni stroj konstruiran u tvrtki “Boulton & Watt”
Originalni kondenzator koji je napravio James Watt
Prikaz planetarnog prijenosnika
Regulator pare sa kuglicama (regulator brzine)
James Wattov parni stroj iz 1848.

James Watt (Greenock, Škotska, 19. siječnja 1736. - Heathfield kraj Birminghama, 19. kolovoza 1819.), škotski izumitelj i inženjer.

Godine 1765. izumio je parni stroj novog tipa koji je imao kondenzator i uređaj za isisavanje zraka i kondenziranje pare. Godine 1769. patentirao je svoj parni stroj koji je za osiguranje broja okretaja imao centrifugalni regulator, što je zapravo bilo poboljšanje stroja kojeg je izradio Thomas Newcomen. Newcomenovu stroju je primarna funkcija bila crpljenje vode iz poplavljivanih rudnika 1764.g. Sretan slučaj: Watta su zamolili da popravi umanjeni model Newcomenova stroja koji je služio u nastavi na Sveučilištu. Smatra se da je Thomas Newcomen oko 25 godina prije Wattova rođenja izumio prvi parni stroj, međutim, Wattovi strojevi imali su opsežniji učinak. Watt je zaslužan za znatno usavršavanje u radnom učinku stroja time što je kondenzirao paru u posebnoj zatvorenoj posudi. Da bi popravio parni stroj, Watt ga je trebao detaljno istražiti te je otkrio da je posve nedjelotvoran. Najveću slabost tog stroja uočio je u grijanju i hlađenju cilindra pri svakom udaru. Time se uzalud rasipala golema količina goriva, a i vremena potrebnog za ponovno zagrijavanje cilindra na temperaturu na kojoj se proizvodila para. Nakon toga Watt je počeo razmišljati o mogućim poboljšanjima Newcomenova stroja. Priča se da mu je rješenje palo na pamet jednog dana 1765. godine dok je šetao parkom Glassgow Green. Watt je shvatio da je ključ bolje djelotvornosti u tome da se para kondenzira u odvojenom spremniku i tako cilindru i klipu omogući da uvijek ostanu vrući. [1] Nekoliko godina kasnije Watt se povezao sa Matthewom Boultonom i zajedno su 1774. otvorili tvornicu “Boulton & Watt” i krenuli u proizvodnju parnih strojeva. Prije Matthewa Boultona Wattov partner bio je John Roebuck s kojim je također prodavao parne strojeve no tvrtka je pala u stečaj.

Jedinica snage dobila je, njemu u čast, oznaku watt (vat).

Životopis[uredi VE | uredi]

James Watt je rođen 19. siječnja 1736. u mjestu Greenock, maloj morskoj luci u Škotskoj. Otac mu se bavio brodogradnjom, bio je vlasnik brodova i državni službenik. Njegova majka je bila vrlo obrazovana. Njegov djed je bio učitelj matematike. U početku, James Watt nije išao redovito u školu, već je imao kućno obrazovanje sa majkom. Tek kasnije se upisao u srednju školu, gdje je pokazao svoju spretnost, inženjerske vještine i sklonost prema matematici. [2] [3] [4] [5]

Kad je imao 18 godina, majka mu je umrla, a otac je bio bolestan. Odlazi na godinu dana u London, da studira izradu mjernih instrumenata. Nakon godinu dana se vraća u Škotsku, gdje se preselio u Glasgow, u namjeri da otvori malu radionicu za izradu mjernih instrumenata. Zajednica obrtnika mu to nije dozvolila, jer po zakonu je trebao prvo raditi sedam godina kao naučnik, iako u cijeloj Škotskoj nije postojala radionica te vrste. [6] [7]

James Watt je tada bio u bezizlaznoj situaciji, ali srećom u to vrijeme, u Univerzitet u Glasgowu dolaze astronomski instrumenti, koji su trebali neke popravke. Nakon što ih je uspješno ugradio, profesori mu nude da otvori malu radionicu u sklopu Univerziteta, što je James i prihvatio.

1764. James Watt se oženio sa Margaret Miller i imali su petoro djece. 1772. njegova žena umire kod poroda, a 1777. se ponovo oženio, sa Ann MacGregor, pa su imali još dvoje djece. Između 1777. i 1790. su živjeli u Birminghamu. [8]

Za Jamesa Watta je bilo značajno da je uspijevao naučna dostignuća pretvoriti u praktična rješenja. On nije bio samo strojarski inženjer, bavio se dosta i sa kemijom. Kao poslovan čovjek nije bio baš uspješan, mrzio je cjenkanje i dugotrajna pregovaranja i tek pred kraj svog radnog vijeka, uspio se riješiti financijskih problema.

Rani pokusi sa parom[uredi VE | uredi]

Nakon četiri godine rada na Univerzitetu u Glasgowu, James Watt je dobio priliku da radi pokuse sa parom. U početku nije imao uspjeha, ali zbog svoje upornosti je nastavio. Otkrio je veliki značaj topline isparavanja za parne procese. Na Univerzitetu su imali i Newcomenov parni stroj, koji je on uspješno popravio 1763. Taj stroj je jedva radio, jer je oko 80% topline trošio na zagrijavanje cilindra, koji bi se zatim hladio sa hladnom vodom, koja bi se ubrizgavala u cilindar – a onda bi se postupak ponavljao. Prva ideja mu je bila da kondenzira paru u odvojenom spremniku, tako da bi cilindar mogao lakše ostati zagrijan, sa istom temperaturom kao ubrizgana para. Prvi svoj model je napravio 1765.

Iako je prvi model bio poboljšan u odnosu na Newcomenov parni stroj, još je bilo dosta problema u njegovom radu. Jedan od problema je bila i strojna obrada klipa i cilindra, budući su u izradi sudjelovali kovači, koji nisu bili u stanju izraditi tako precizne dijelove. Kako nije imao dosta sredstava za usavršavanje svoga modela, zaposlio se prvo kao geometar, a zatim je radio 8 godina kao građevinski inženjer. [9]

Kasnije se Watt povezao sa Matthewom Boultonom i zajedno 1774. otvorili tvornicu “Boulton & Watt” i krenuli u proizvodnju parnih strojeva. Imao je na raspolaganju nekoliko najboljih radnika sa željezom u to vrijeme, koji su znali bušiti cijevi za topove, što su iskoristili za izradu uskih mehaničkih tolerancija između klipa i cilindra.

Prvi parni strojevi[uredi VE | uredi]

Konačno, 1776. prvi Wattov parni stroj je ugrađen i upotrebljen u tržišne svrhe. Narudžbe su uskoro pristizale i slijedećih pet godina znatan broj strojeva je ugrađen u rudnicima u Cornwallu, za pumpanje vode iz rudnika.

Prvi Wattovi parni strojevi su bili veliki, cilindar je imao promjer od 1,25 metara, a visoki su bili oko 7,3 metra, tako da su imali kućište otprilike kao jedna manja zgrada. Ipak su bili uspješni, jer su rudnici uspjeli povećati produktivnost oko 30%. Primjena se proširila na brušenje, tkanje i mljevenje.

Iako je za Wattov parni stroj, koljenčasta osovina bila logično rješenje za pretvaranje kružnog gibanja u pravocrtno (kao na motorima s unutrašnjim izgaranjem), vlasnici patenta za parni stroj, su prisilili Watta da promijeni konstrukciju. 1781. James Watt uspijeva to riješiti sa planetarnim prijenosnikom, koji je kasnije našao znatnu primjenu kod parnih lokomotiva.

James Watt je i dalje usavršavao svoj parni stroj. Izradio je i regulator pare sa kuglicama, koji s povećanjem brzine vrtnje stroja, kuglice se podižu i zatvaraju regulacijski ventil, pa se dotok pare smanjuje i brzina vrtnje opada. Ideja je bila da bi se brzina vrtnje stroja održavala konstantnom, mora se dovoditi konstantna struja pare. To je bio jedan od prvih uspješnih primjera automatskog upravljanja u industriji, budući je regulator uspio osigurati stabilnost sustava. Uspio je napraviti cilindar s dvostrukim djelovanjem, para je strujila s obje strane cilindra, tako da je vršila tlak na klip i kod njegovog podizanja i spuštanja. Watt je napravio i parni indikator, koji je snimao tlak pare u cilindru za vrijeme rada. Usavršio je i princip paralelnog kretanja, između klipa u cilindru i klipa pumpe za vodu. Na kraju, Watt je napravio stroj koji je bio oko pet puta uspješniji od Newcomenovog parnog stroja. [10]

U to vrijeme proizvodnja kotlova nije bila razvijena, tako da Watt nije mogao koristiti paru visokog pritiska, što je dosta umanjivalo uspješnost parnog stroja. Od 1794. do 1824. tvrtka “Boulton & Watt” je proizvela 1 164 parna stroja. [11]

Stroj za kopiranje i druge inovacije[uredi VE | uredi]

Prije 1780. nije postojao način da se kopiraju nacrti. Nakon godina pokusa, Watt je uspio napraviti stroj za kopiranje nacrta, koji se koristio i u 20. stoljeću.

1786. James Watt je prisustvovao pokusima dobivanja klora iz klorovodične kiseline (HCl) i manganovog dioksida. Otkrio je da se vodena otopina klora može koristiti za bijeljenje odjeće u tekstilnoj industriji.

Starost[uredi VE | uredi]

1800. James Watt je išao u mirovinu, ali je i dalje radio na svojim otkrićima. Otkrio je metodu mjerenja udaljenosti sa teleskopom, usavršio je uljne svjetiljke, parni stroj za peglanje i stroj za kopiranje kipova.

Umro je 25. Kolovoza 1819. u Heathfieldu kraj Birminghama, u svojoj 83 godini. Njegova radionica je postavljena u Naučnom muzeju u Londonu. [12]

Izvori[uredi VE | uredi]

  1. [1] "Biography of James Watt", Lira Carl, 2001., publisher=egr.msu.edu
  2. Thurston Robert Henry: "A history of the growth of the steam-engine" [2] 1878., publisher=D. Appleton and Company
  3. [3] Muirhead James Patrick: "The life of James Watt: with selections from his correspondence" 1859., publisher=John Murray
  4. Klooster John W.: "Icons of invention: the makers of the modern world from Gutenberg to Gates" [4] 2009., publisher=ABC-CLIO
  5. [5] Muirhead James Patrick: "The life of James Watt: with selections from his correspondence", 1859., publisher=John Murray
  6. Tann Jennifer: "Oxford Dictionary of National Biography", publisher=Oxford University Press, 2004.
  7. Thomas Henry, Thomas Dana Lee: "Living adventures in science", 1954., publisher=Ayer Publishing
  8. Carnegie Andrew: "James Watt", [6], 1905., publisher=Doubleday, Page and Company
  9. "James Watt's Fire Engines Patent Act", 1775 (15 Geo 3 c. 61)
  10. Brown Richard: "Society and Economy in Modern Britain 1700-1850", publisher=Routledge, 1991.
  11. Rolls Erich: "An Early Experiment in Industrial Organisation: Being a History of the Firm of Boulton and Watt, 1775-1805", publisher=Longman's Green and Co., 1930.
  12. "James Watt's legendary 'magical retreat' to be revealed at Science Museum", [7] publisher=Science Museum (London), 2011. [8]


Science-symbol-2.svgP vip.svg Nedovršeni članak James Watt koji govori o znanstveniku treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.