Томас Ньюкомен
Томас Ньюкомен | |
|---|---|
 | |
| Рожденный | 1664 [1] |
| Умер | 5 августа 1729 г. (64–65 лет) [2] Лондон, Англия |
| Известный | Изобретение первой практичной паровой машины |
– Пар показан розовым, а вода – синим.
– Клапаны перемещаются из открытого (зеленого) состояния в закрытое (красное).
Томас Ньюкомен ( / ˈ nj uː k ʌ m ə n / ; февраль 1664 г. [я] [1] — 5 августа 1729) — английский изобретатель, создавший в 1712 году атмосферный двигатель — первый практичный двигатель, работающий на топливе. он был торговцем скобяными изделиями По профессии — баптистским проповедником-мирянином , а по призванию .
Он родился в Дартмуте , в Девоне , Англия, в купеческой семье и крестился в церкви Святого Спасителя 28 февраля 1664 года. [3] В те времена серьезной проблемой были наводнения на угольных и оловянных шахтах. Вскоре Ньюкомен начал попытки улучшить способы откачки воды из таких шахт. Его бизнес по продаже скобяных изделий специализировался на разработке, производстве и продаже инструментов для горнодобывающей промышленности.
Религиозная жизнь
[ редактировать ]
Томас Ньюкомен был мирским проповедником и старейшиной-преподавателем в местной баптистской церкви. После 1710 года он стал пастором местной группы баптистов. Его отец был одним из тех, кто привез в Дартмут известного пуританского священника Джона Флавела . Позже одним из деловых контактов Ньюкомена в Лондоне, Эдвардом Уоллином, был еще один баптистский священник, имевший связи с известным доктором Джоном Гиллом из Хорслейдауна, Саутварк . Связь Ньюкомена с баптистской церковью в Бромсгроуве существенно способствовала распространению его парового двигателя, поскольку инженеры Джонатан Хорнблауэр-старший и его сын работали в одной церкви.
Разработка атмосферного двигателя
[ редактировать ]Большим достижением Ньюкомена стала его паровая машина , разработанная около 1712 года; объединив идеи Томаса Савери и Дени Папена , он создал паровую машину с целью подъема воды из оловянной шахты. [4] Вполне вероятно, что Ньюкомен уже был знаком с Савери, чьи предки были купцами в южном Девоне . Савери также работал в Уполномоченном по делам больных и раненых моряков , что привело его в Дартмут. Савери изобрел «пожарную машину», своего рода термосифон , в котором пар подавался в пустой контейнер, а затем конденсировался. использовался Созданный таким образом вакуум для откачивания воды из отстойника на дне шахты. «Пожарная машина» была не очень эффективна и не могла работать на глубине около тридцати футов.
Ньюкомен заменил приемный сосуд (где конденсировался пар) цилиндром с поршнем по конструкции Папена. Вместо вакуума, втягивающего воду, поршень опускался вниз. Это использовалось для работы балочного двигателя , в котором большая деревянная балка качалась на центральной опоре . На другой стороне балки была цепь, прикрепленная к насосу у основания шахты. Когда паровой цилиндр наполнялся паром, готовя его к следующему рабочему такту , вода всасывалась в цилиндр насоса и выбрасывалась по трубе на поверхность под весом оборудования. Ньюкомен и его партнер Джон Колли построили первый успешный двигатель этого типа на угольном заводе Конигри недалеко от Дадли в Уэст-Мидлендсе. Рабочую копию этого двигателя можно увидеть в Живом музее Черной страны неподалеку.
Дальнейшая жизнь и смерть
[ редактировать ]О дальнейшей жизни Ньюкомена известно сравнительно мало. После 1715 года производство двигателей велось через некорпоративную компанию « Владельцы изобретения по добыче воды с помощью огня ». Его секретарем и казначеем был Джон Мерес, клерк Общества аптекарей в Лондоне. Это общество образовало компанию, имевшую монополию на поставку лекарств для ВМФ, обеспечивая тесную связь с Савери, свидетелем воли которого он был. В состав Комитета собственников также входил Эдвард Валлин, баптист шведского происхождения; и пастор церкви в Мейз-Понд, Саутварк . Ньюкомен умер в доме Валлина в 1729 году и был похоронен на кладбище Банхилл Филдс на окраине лондонского Сити ; точное место его могилы неизвестно.
К 1733 году около 125 двигателей Ньюкомена, работающих по патенту Савери (продленному законом, так что срок его действия истекал только в 1733 году), были установлены Ньюкоменом и другими в большинстве важных горнодобывающих районов Британии и на европейском континенте: угольные шахты в Черной стране , Уорикшире и недалеко от Ньюкасла-апон-Тайна ; на оловянных и медных рудниках в Корнуолле ; и в свинцовых рудниках во Флинтшире и Дербишире , среди других мест.
После Ньюкомена
[ редактировать ]Двигатель Ньюкомена оставался без существенных изменений около 75 лет, постепенно распространяясь на все новые территории Великобритании и континентальной Европы. Сначала использовались латунные цилиндры, но они были дорогими и ограниченными по размеру. Новые методы литья чугуна, впервые разработанные компанией Coalbrookdale в 1720-х годах, позволили использовать цилиндры большего размера, примерно до 6 футов (1,8 м) в диаметре к 1760-м годам. Опыт привел к улучшению конструкции и незначительным улучшениям планировки. Его механические детали были значительно улучшены Джоном Смитоном , который построил много больших двигателей этого типа в начале 1770-х годов; его улучшения были быстро приняты. К 1775 году было построено около 600 двигателей Ньюкомена, хотя многие из них к тому времени уже изношены и были заброшены или заменены.
Двигатель Ньюкомена ни в коем случае не был эффективной машиной, хотя он, вероятно, был настолько сложным, насколько это могли обеспечить инженерные и материальные технологии начала 18 века. Много тепла терялось при конденсации пара, поскольку это охлаждало цилиндр. Это не имело особого значения на угольной шахте, где был доступен непродаваемый мелкий уголь (шлак), но значительно увеличивало затраты на добычу полезных ископаемых там, где уголь был недоступен, как в Корнуолле. Двигатель Ньюкомена был постепенно заменен после 1775 года в районах, где уголь был дорог (особенно в Корнуолле ), на улучшенную конструкцию, изобретенную Джеймсом Уаттом , в которой пар конденсировался в отдельном конденсаторе. , Паровой двигатель Уотта дополненный более совершенными инженерными технологиями, включая буровую машину Уилкинсона , был гораздо более экономичным, что позволило Уотту и его партнеру Мэтью Бултону получать значительные гонорары в зависимости от сэкономленного топлива.
Впоследствии Ватт внес и другие усовершенствования, в том числе двигатель двойного действия, в котором ход вверх и вниз был рабочим ходом. Они особенно подходили для привода текстильных фабрик, и в этих отраслях использовалось множество двигателей Ватта. Поначалу попытки привести машины в движение двигателями Ньюкомена имели неоднозначный успех, поскольку одиночный рабочий ход приводил к рывкам, но использование маховиков и более совершенная конструкция в значительной степени позволили преодолеть эти проблемы. К 1800 году были построены сотни роторных двигателей мощностью не ватт, особенно на угольных шахтах и металлургических заводах, где неравномерное движение не было проблемой, а также на текстильных фабриках. [5]
Несмотря на усовершенствования Уатта, обычные двигатели (как они тогда назывались) продолжали использоваться в течение значительного времени, и даже в период действия патента Уотта (до 1800 г.) было построено гораздо больше двигателей Ньюкомена, чем двигателей Уатта, поскольку они были дешевле и дешевле. сложный. Из более чем 2200 двигателей, построенных в 18 веке, только около 450 были двигателями Ватта. Элементы конструкции Уотта, особенно отдельный конденсатор, были включены во многие «пиратские» двигатели. Даже после 1800 года двигатели типа Ньюкомена продолжали строиться, и к ним регулярно добавлялись конденсаторы. Их также обычно устанавливали на существующие двигатели Ньюкомена (так называемый конденсатор «маринада»).
Уцелевшие двигатели Ньюкомена
[ редактировать ]
Примеры двигателей Ньюкомена есть в Музее науки в Лондоне , Англия, и в Музее Форда США в Дирборне, штат Мичиган, , среди других мест. [6]
В 1964 году общество Ньюкомена Лондонское организовало передачу двигателя Ньюкомена из Хоксбери-Джанкшен , Уорикшир, в Дартмут, где можно увидеть, как он работает с использованием гидравлического устройства вместо парового котла. [7] По словам доктора Сирила Баучера из Общества Ньюкомена, [8] Этот мемориальный двигатель Ньюкомена датируется примерно 1725 годом, с новым клапанным механизмом и другими деталями, добавленными позже.
Возможно, последний двигатель типа Ньюкомена, который будет использоваться в коммерческих целях – и последний, все еще остающийся на своем первоначальном месте – находится в Центре наследия Эльсекара , недалеко от Барнсли в Южном Йоркшире . Он был восстановлен до рабочего состояния в период с 2012 по 2015 год, отремонтированный двигатель был представлен принцем Эдвардом, графом Уэссекским , в мае 2016 года. [9] Еще один двигатель Ньюкомена, работу которого можно показать, — это современная копия двигателя в Музее Черной страны в Дадли, Уэст-Мидлендс. в Мемориальный двигатель Ньюкомена Дартмуте можно увидеть движущимся, но он приводится в движение гидравликой.
Признание
[ редактировать ]23 февраля 2012 года Королевская почта выпустила марку с изображением атмосферного парового двигателя Ньюкомена в рамках серии «Выдающиеся британцы». [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Часто указывается 1663 год - см. Даты по старому и новому стилю.
- ^ Перейти обратно: а б Ролт и Аллен (1977) , с. 33.
- ^ «Томас Ньюкомен (1663–1729)» . История Би-би-си . Проверено 29 апреля 2018 г.
- ^ . Словарь национальной биографии . Лондон: Смит, Элдер и компания 1885–1900.
- ^ Моррис, Чарльз Р. Моррис; иллюстрации JE (2012). Рассвет инноваций, первая американская промышленная революция (1-е изд.). Нью-Йорк: PublicAffairs. п. 42. ИСБН 978-1-61039-049-1 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Роллс (1963) .
- ^ Рассел, Бен (31 июля 2012 г.). «В погоне за властью» . Музей науки . Проверено 19 марта 2015 г.
- ^ (Эрик Престон, Томас Ньюкомен из Дартмута , Группа исторических исследований Дартмута, 2012 г., ISBN 1-899011-27-7 )
- ^ Труды Общества Ньюкоменов 35, октябрь 1962 г.
- ^ Ежегодный обзор музеев Бансли за 2015-2016 гг. , стр. 10; url = http://www.elsecar-heritage.com/content/downloads/Barnsley-Arts-and-Museums-Annual-Review-15-16-41719234.pdf . Архивировано 23 сентября 2020 г. в Wayback Machine.
- ^ Том Бэнкс (23 февраля 2012 г.). «Цель оформления британцами марок отличия» . Неделя дизайна .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Дженкинс, Рис (1936). Савери, Ньюкомен и ранняя история парового двигателя в Собрании статей Риса Дженкинса . Кембридж: Общество Ньюкомена. стр. 48–93.
- Ролт, Лайонел Томас Касвелл (1963). Томас Ньюкомен. Предыстория парового двигателя (1-е изд.). Долиш: Дэвид и Чарльз. п. 158.
- Престон, Эрик (2012). Томас Ньюкомен из Дартмута и двигатель, изменивший мир . Дартмут: Общество Дартмута и Королевской одежды и Группа исторических исследований Дартмута. п. 60. ИСБН 978-1-899011-27-8 .
- Ролт, Лайонел Томас Касвелл; Аллен, Джон С. (1977). Паровые машины Томаса Ньюкомена (2-е изд.). Хартингтон: Издательская компания Moorland. п. 160. ИСБН 0-903485-42-7 .
- Канефски, Джон; Джон Роби (1980). «Паровые машины в Британии XVIII века: количественная оценка». Технологии и культура . 21 (2). Балтимор: Издательство Университета Джона Хопкинса: 161–186. дои : 10.2307/3103337 . JSTOR 3103337 . S2CID 111410577 .
- Муссон, А.Е.; Эрик Робинсон (1969). Наука и техника в промышленной революции . Манчестер: Издательство Манчестерского университета. стр. 393 (глава XII). ISBN 0-7190-0370-9 .
- Ли, Сидни, изд. (1903). Национальный биографический словарь: указатель и описание . Смит, Элдер и Ко.
- Янг, Вашингтон (1939). «Томас Ньюкомен, торговец скобяными изделиями. Современный фон» . Труды Общества Ньюкомена . 20 (1): 1-15.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- . Словарь национальной биографии . Лондон: Смит, Элдер и компания 1885–1900.
- Чисхолм, Хью , изд. (1911). . Британская энциклопедия (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
