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瓦特:颠覆世界的力量

时间:2023-11-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:改造世界的“动力”——瓦特瓦特是世界公认的蒸汽机发明家。同年,瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机过程中的第一项专利。也就是说,瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。1785年,瓦特当选为英国皇家学会会员。瓦特为蒸汽机的推广使用作出了不可磨灭的重要贡献,有力地推动了社会的前进。后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为“瓦特”。

瓦特:颠覆世界的力量

改造世界的“动力”——瓦特

瓦特(1736年—1819年)是世界公认的蒸汽机发明家。他的创造精神、超人的才能和不懈的钻研为后人留下了宝贵的精神和物质财富。瓦特改进、发明的蒸汽机是对近代科学和生产作出的巨大贡献,具有划时代的意义,它导致了第一次工业技术革命的兴起,极大地推进了社会生产力的发展。

1736年,瓦特出生在英国苏格兰格拉斯哥市附近的一个小镇格里诺克,他的父亲是一位经验丰富的木匠,祖父和叔父都是机械工匠。少年时代的瓦特,由于家境贫苦和体弱多病,没有受过完整的正规教育。他曾经就读于格里诺克的文法学校数学成绩特别优秀,但没有毕业就退学了。但是,他在父母的教导下,一直坚持自学,很早就对物理和数学产生了兴趣。瓦特从6岁开始学习几何学,到15岁时就学完了《物理学原理》等书籍。他常常自己动手修理和制作起重机滑车和一些航海器械。1753年,瓦特到格拉斯哥市当学徒工。由于收入过低不能维持生活,第二年他又到伦敦的一家仪表修理厂当学徒工。凭借着自己的勤奋好学,他很快学会了制造那些难度较高的仪器。但是繁重的劳动和艰苦的生活损害了他的健康,一年后,他不得不回家休养。一年的学徒生活使他饱尝辛酸,也使他练就了精湛的手艺,培养了坚韧的个性。

1764年,学校请瓦特修理一台纽可门式蒸汽机,在修理的过程中,瓦特熟悉了蒸汽机的构造和原理,并且发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续而且慢;蒸汽利用率低,浪费原料。此后,瓦特开始思考改进的办法。直到1765年的春天,在一次散步时,瓦特想到,既然纽可门蒸汽机的热效率低是蒸汽在缸内冷凝造成的,那么为什么不能让蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特产生了采用分离冷凝器的最初设想。

在产生这种设想以后,瓦特在同年设计了一种带有分离冷凝器的蒸汽机。按照设计,冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连,使他们既能连通又能分开。这样,既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器,又可以使汽缸内产生同样的真空,避免了汽缸在一冷一热过程中热量的消耗,据瓦特理论计算,这种新的蒸汽机的热效率将是纽可门蒸汽机的三倍。从理论上说,瓦特的这种带有分离器冷凝器的蒸汽机显然优于纽可门蒸汽机,但是,要把理论上的东西变为实际上的东西,把图纸上的蒸汽机变为实在的蒸汽机,还要走很长的路。瓦特辛辛苦苦造出了几台蒸汽机,但效果反而不如纽可门蒸汽机,甚至四处漏气,无法开动。尽管耗资巨大的试验使他债台高筑,但他没有在困难面前却步,继续进行试验。这时,有人向瓦特介绍了一个人——化工技师罗巴克。当时罗巴克是一位十分富有的企业家,他在苏格兰的卡隆开办了第一座规模较大的炼铁厂。虽然,当时罗巴克已近50岁,但对科学技术的新发明仍然倾注着极大的热情。他对当时只有30来岁的瓦特的新装置很是赞许,当即与瓦特签订合同,赞助瓦特进行新式蒸汽机的试制。(www.xing528.com)

从1766年开始,在3年多的时间里,瓦特克服了在材料和工艺等各方面的困难,终于在1769年制造出了第一台样机。同年,瓦特因发明冷凝器而获得他在革新纽可门蒸汽机过程中的第一项专利。第一台带有冷凝器的蒸汽机虽然试制成功了,但它同纽可门蒸汽机相比,除了热效率有显著提高外,在作为动力机来带动其他工作机的性能方面仍未取得实质性进展。也就是说,瓦特的这种蒸汽机还是无法作为真正的动力机。

1784年,瓦特以带有飞轮齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机的综合组装取得了他在革新纽可门蒸汽机过程中的第四项专利。1788年,瓦特发明了离心调速器和节气阀,至此,瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。1785年,瓦特当选为英国皇家学会会员。1814年,他被法国科学家学会接纳为外籍会员。

1790年以后,优厚的专利税使瓦特成为一个很有钱的名人。1819年8月5日,瓦特在希思菲尔德郡的家里去世,遗体埋葬在汉德沃尔斯郊区的教堂里。

瓦特为蒸汽机的推广使用作出了不可磨灭的重要贡献,有力地推动了社会的前进。恩格斯在《自然辩证法》中这样写道:“蒸汽机是第一个真正国际性的发明……瓦特给它加上了一个分离的冷凝器,这就使蒸汽机在原则上达到了现在的水平。”后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为“瓦特”。

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