Страница полузащищенная
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про изобретателя и инженера-механика. Для колледжа см колледж Джеймса Ватта . Чтобы узнать о награде, см. Международную медаль Джеймса Ватта . Чтобы узнать о других людях с похожими именами, см. Джеймс Ватт (значения) .

Джеймс Ватт
Ватт Джеймс фон Бреда.jpg
Портрет Ватта (1736–1819)
- Карл Фредерик фон Бреда
Родившийся( 1736-01-19 )19 января 1736 г.
Гринок , Ренфрушир , Шотландия, Великобритания
Умер25 августа 1819 г. (1819-08-25)(83 года) [1]
Хэндсворт , Бирмингем, Англия, Великобритания
Место отдыхаЦерковь Святой Марии, Хэндсворт
НациональностьШотландский
ГражданствоБританский
ИзвестенПаровой двигатель Ватта
Отдельный конденсатор
Параллельное движение
Солнце и планетарная передача (с Уильямом Мердоком )
Центробежный регулятор
Индикаторная диаграмма (с Джоном Саузерн )
Супруг (а)Маргарет Миллер (м. 1764–1773 ее смерть)
Энн МакГригор (м. 1776–1819 после его смерти)
ДетиМаргарет (1767–1796)
Джеймс (1769–1848)
Грегори (1777–1804)
Джанет (Джесси; 1779–1794)
Научная карьера
Полямашиностроение
УчрежденияУниверситет Глазго
Бултон и Ватт
ВлиянияТомас Ньюкомен
Джозеф Блэк
Адам Смит
Джон Робисон (физик)
Джон Робак
Джеймс Кейр
Подпись
Джеймс Ватт Signature.svg
Статуя Ватта.

( Музей Хантера, Глазго , Фрэнсис Чантри .)

Джеймс Ватт FRS FRSE ( / w ɒ t / ; 30 января 1736 г. (19 января 1736 г. по ст. Ст. ) - 25 августа 1819 г.) [1] был шотландским изобретателем , инженером-механиком и химиком, который усовершенствовал паровую машину Ньюкомена 1712 г. Томаса Ньюкомена с помощью его паровой двигатель Ватта в 1776 году, который имел фундаментальное значение для изменений, принесенных промышленной революцией как в его родной Великобритании, так и в остальном мире.

Работая мастером по изготовлению инструментов в Университете Глазго , Ватт заинтересовался технологией паровых двигателей . Он понял, что современные двигатели расходуют много энергии на многократное охлаждение и повторный нагрев цилиндра . Ватт представил усовершенствованную конструкцию - отдельный конденсатор , который позволил избежать потерь энергии и радикально повысил мощность, эффективность и экономичность паровых двигателей. В конце концов он приспособил свой двигатель к вращательному движению, что значительно расширило его возможности за пределы перекачивания воды.

Ватт пытался коммерциализировать свое изобретение, но испытывал большие финансовые трудности, пока не заключил партнерство с Мэтью Бултоном в 1775 году. Новая фирма Бултона и Ватта в конечном итоге была очень успешной, и Ватт стал богатым человеком. Выйдя на пенсию, Ватт продолжил разработку новых изобретений, хотя ни одно из них не было столь значительным, как его работа с паровым двигателем.

Он разработал концепцию лошадиных сил , [2] и SI единицу мощности, на ватт , был назван в его честь.

ранняя жизнь и образование

Джеймс Уотт родился 19 января 1736 года в Гриноке , Ренфрушир , старшим из пяти оставшихся в живых детей Агнес Мюрхед (1703–1755) и Джеймса Ватта (1698–1782). [3] Его мать происходила из знатной семьи, была хорошо образована и, как говорят, обладала сильным характером, в то время как его отец был корабельным плотником , судовладельцем и подрядчиком, и в 1751 году служил главным баиллом Гринока. [3] [4] Родители Уоттса были пресвитерианами и сильными сторонниками завета , [5] однако, несмотря на религиозное воспитание, позже он стал деистом . [6] [7]Дед Уатта, Томас Ватт (1642-1734), был учителем математики, геодезия и навигация [3] и Бэйли на барона Cartsburn . [8]

Первоначально Ватт получил домашнее образование у своей матери, а затем поступил в гимназию Гринока. Там он проявил способности к математике , тогда как латынь и греческий язык не интересовали его.

Сообщается, что в детстве он страдал от длительных приступов плохого здоровья и частых головных болей на протяжении всей своей жизни. [3] [9]

После окончания школы Ватт работал в мастерских на предприятиях своего отца, демонстрируя немалую ловкость и умение создавать инженерные модели. После того, как его отец потерпел неудачу в нескольких деловых предприятиях, Ватт покинул Гринок, чтобы искать работу в Глазго в качестве производителя математических инструментов . [3]

биография

Джеймс Ватт от Джона Партриджа , после сэра Уильяма Бичи (1806) [10] [11]
Бюст Ватта в Шотландской национальной портретной галерее

Когда ему было 18 лет, умерла его мать, и здоровье отца стало ухудшаться. Ватт поехал в Лондон и в течение года (1755/56) смог пройти обучение в качестве производителя инструментов, а затем вернулся в Шотландию, поселившись в крупном торговом городе Глазго, намереваясь основать свой собственный приборостроительный бизнес. Он был еще очень молод и, не имея полного ученичества, не имел обычных связей через бывшего мастера, чтобы зарекомендовать себя как подмастерье изготовителя инструментов.

Ватт был спасен из этого тупика, прибыв с Ямайки астрономических инструментов, завещанных Александром Макфарлейном в Университет Глазго , инструментов, которые требовали внимания специалистов. [12] Ватт восстановил их в рабочем состоянии и получил вознаграждение. Эти инструменты в конечном итоге были установлены в обсерватории Макфарлейн . Впоследствии три профессора предложили ему создать небольшую мастерскую в университете. Он был начат в 1757 году, и два профессора, физик и химик Джозеф Блэк, а также знаменитый Адам Смит стали друзьями Ватта. [13]

Сначала он работал над обслуживанием и ремонтом научных инструментов, используемых в университете, помогал с демонстрациями и расширял производство квадрантов . Он изготавливал и ремонтировал латунные отражающие квадранты , параллельные линейки , весы, детали для телескопов и барометров, среди прочего.

Иногда ложно утверждается, что он изо всех сил пытался утвердиться в Глазго из-за противодействия со стороны Торгового дома, но этот миф был полностью опровергнут историком Ламсденом . Записи этого периода утеряны, но известно, что он мог нормально работать и торговать как квалифицированный рабочий-металлист, поэтому Инкорпорация Хаммерменов должна была быть удовлетворена тем, что он выполнил их требования для членства. [14] Также известно, что других людей, занимавшихся торговлей металлами, преследовали за то, что они работали, не являясь членами корпорации, еще в 19 веке, поэтому правила определенно соблюдались, когда Ватт свободно торговал по всему городу.

В 1759 году он заключил партнерство с Джоном Крейгом, архитектором и бизнесменом, чтобы производить и продавать линейку товаров, включая музыкальные инструменты и игрушки. Это партнерство длилось следующие шесть лет, в нем работало до шестнадцати человек. Крейг умер в 1765 году. Один сотрудник, Алекс Гарднер, в конечном итоге взял на себя дело, которое длилось до двадцатого века. [15]

В 1764 году Ватт женился на своей кузине Маргарет (Пегги) Миллер, с которой у него было пятеро детей, двое из которых дожили до совершеннолетия: Джеймс-младший (1769–1848) и Маргарет (1767–1796). Его жена умерла во время родов в 1772 году. В 1777 году он снова женился на Энн МакГрегор, дочери красильщика из Глазго, от которой у него было двое детей: Грегори (1777–1804), который стал геологом и минералогом [16]. ] и Джанет (1779–1794). Энн умерла в 1832 году. [17] Между 1777 и 1790 годами он жил в Риджент-Плейс, Бирмингем.

Ватт и чайник

Существует популярная история о том, что Ватт был вдохновлен на изобретение паровой машины, увидев, как кипит чайник, пар заставляет крышку подниматься и таким образом показывает Ватту силу пара. Эта история рассказывается во многих формах; в одних Ватт - молодой парень, в других - постарше, иногда это чайник матери, иногда - тети. Ватт на самом деле не изобрел паровой двигатель, как следует из истории, но резко повысил эффективность существующего двигателя Ньюкомена , добавив отдельный конденсатор . Это сложно объяснить тем, кто не знаком с понятиями тепла и теплового КПД. Похоже, что эта история была создана, возможно, сыном Ватта, Джеймсом Ваттом-младшим, и сохраняется, потому что детям ее легко понять и запомнить. [18]В этом свете это можно рассматривать как сродни истории Исаака Ньютона, падающего яблока и его открытия гравитации.

Хотя это часто отвергается как миф, история Ватта и чайника имеет под собой основание. Пытаясь понять термодинамику тепла и пара, Джеймс Ватт провел множество лабораторных экспериментов, и в его дневниках записано, что при их проведении он использовал чайник в качестве бойлера для генерации пара. [19]

Ранние эксперименты с паром

Джеймс Экфорд Лаудер : Джеймс Ватт и паровой двигатель: Начало девятнадцатого века , 1855 г.
Оригинальный конденсатор Ватта ( Музей науки )

В 1759 году друг Ватта, Джон Робисон , обратил его внимание на использование пара как источника движущей силы . [20] Конструкция двигателя Ньюкомена, который использовался почти 50 лет для откачки воды из шахт, практически не изменилась с момента его первой реализации. Ватт начал экспериментировать с паром, хотя никогда не видел работающего парового двигателя. Он попытался построить модель; он не работал удовлетворительно, но он продолжил свои эксперименты и начал читать все, что мог, о предмете. Он пришел к пониманию важности скрытого тепла - тепловой энергии.высвобождается или поглощается во время процесса постоянной температуры - в понимании двигателя, который, неизвестный Ватту, его друг Джозеф Блэк ранее обнаружил несколько лет назад. Понимание паровой машины было в очень примитивном состоянии, так как наука термодинамика не была бы формализована в ближайшие 100 лет.

В 1763 году Ватта попросили отремонтировать модель двигателя Ньюкомена, принадлежащую университету. [20] Даже после ремонта двигатель почти не работал. После долгих экспериментов Ватт продемонстрировал, что около трех четвертей тепловой энергии пара расходуется на нагрев цилиндра двигателя в каждом цикле. [21] Эта энергия была потрачена впустую, потому что позже в цикле в цилиндр была впрыснута холодная вода для конденсации пара и снижения его давления. Таким образом, при многократном нагревании и охлаждении цилиндра двигатель тратил большую часть своей тепловой энергии, а не преобразовывал ее в механическую энергию .

Критическое понимание Ватта, сделанное в мае 1765 г. [22], заключалось в том, чтобы заставить пар конденсироваться в отдельной камере, отдельно от поршня , и поддерживать температуру цилиндра на той же температуре, что и впрыскиваемый пар, окружая его "паровая куртка". [21] Таким образом, в каждом цикле цилиндр поглощал очень мало энергии, делая больше доступной для выполнения полезной работы. Позже в том же году у Уатта была рабочая модель.

Руины коттеджной мастерской Ватта в доме Киннейл [23]
Фрагмент цилиндра первого действующего двигателя Ватта на заводе Каррон , Фолкерк

Несмотря на потенциально работоспособную конструкцию, по-прежнему существовали существенные трудности в создании полномасштабного двигателя. Для этого требовалось больше капитала, часть которого пришла от черных. Более существенную поддержку оказал Джон Робак , основатель знаменитой компании Carron Iron Works около Фолкерка , с которым он теперь заключил партнерство. Робак жил в доме Киннейл в Бо'нессе , и все это время Ватт работал над усовершенствованием своего парового двигателя в коттедже, примыкающем к дому. [24] Каркас коттеджа и большая часть одного из его проектов все еще существуют позади. [25]

Основная трудность заключалась в обработке поршня и цилиндра. Железные рабочие дня были больше похожи на кузнец , чем современные машинисты, и были не в состоянии производить компоненты с достаточной точностью. Много денег было потрачено на получение патента на изобретение Ватта. Не имея ресурсов, Ватт был вынужден устроиться на работу - сначала геодезистом , а затем инженером-строителем - на восемь лет. [26]

Робак обанкротился, а Мэтью Бултон , владевший фабрикой Soho Manufactory недалеко от Бирмингема , получил свои патентные права. Расширение патента до 1800 года было успешно получено в 1775 году [27].

Через Бултона Ватт наконец-то получил доступ к одним из лучших металлургов мира. Трудность изготовления большого цилиндра с плотно прилегающим поршнем была решена Джоном Уилкинсоном , который разработал методы точного сверления для изготовления пушек в Бершаме , недалеко от Рексхэма , Северный Уэльс . Ватт и Бултон сформировали чрезвычайно успешное партнерство Бултона и Ватта , которое продлилось следующие двадцать пять лет.

Первые двигатели

Гравюра паровой машины 1784 г., созданной Бултоном и Ваттом .
Основные статьи: Watt паровой двигатель , сцепление Уатта , и кривая Уатта

В 1776 году были установлены и заработали первые двигатели на торговых предприятиях. Эти первые двигатели использовались для приведения в действие насосов и производили только возвратно-поступательное движение для перемещения насосных штанг в нижней части вала. Конструкция была коммерчески успешной, и в течение следующих пяти лет Уотт был очень занят установкой дополнительных двигателей, в основном в Корнуолле для откачки воды из шахт.

Эти первые двигатели не производились Boulton и Watt, но были изготовлены другими по чертежам, сделанным Watt, который выполнял роль инженера-консультанта. Монтаж двигателя и его разборка контролировались сначала Ваттом, а затем людьми, нанятыми фирмой. Это были большие машины. Первый, например, имел цилиндр диаметром около 50 дюймов и общей высотой около 24 футов, и для его размещения потребовалось построить специальное здание. Бултон и Ватт взимали ежегодный платеж, равный одной трети стоимости сэкономленного угля по сравнению с двигателем Ньюкомена, выполняющим ту же работу.

Область применения изобретения значительно расширилась, когда Боултон убедил Ватта преобразовать возвратно-поступательное движение поршня для получения вращательной мощности для шлифования, ткачества и фрезерования. Хотя кривошип казался очевидным решением для преобразования, Ватт и Боултон были заблокированы патентом на это, владелец которого, Джеймс Пикард , и его сотрудники предложили перекрестную лицензию на внешний конденсатор. Ватт категорически против этого, и в 1781 году они обошли патент с помощью солнечной и планетарной передачи .

В течение следующих шести лет он внес ряд других улучшений и модификаций в паровой двигатель. Двигатель двойного действия, в котором пар действовал попеременно на две стороны поршня, был одним. Он описал методы «экспансивной» работы с паром (т. Е. С использованием пара при давлении значительно выше атмосферного). Был описан составной двигатель, который соединял два или более двигателей. На них было выдано еще два патента в 1781 и 1782 годах. Постоянно внедрялись многочисленные другие усовершенствования, упростившие производство и установку. Одно из них включало использование индикатора пара, который давал информативный график зависимости давления в цилиндре от его объема, который он держал как коммерческую тайну.. Другим важным изобретением, которым больше всего гордился Ватт, было параллельное движение, которое было необходимо в двигателях двойного действия, поскольку оно производило прямолинейное движение, необходимое для штока цилиндра и насоса, от соединенной качающейся балки, конец которой движется по прямой. дуга окружности . Это было запатентовано в 1784 году. Очень важны были дроссельная заслонка для управления мощностью двигателя и центробежный регулятор , запатентованный в 1788 году [28], чтобы он не «убегал». В совокупности эти улучшения позволили создать двигатель, который в пять раз эффективнее по расходу топлива, чем двигатель Ньюкомена.

Из-за опасности взрыва котлов , которые находились на очень примитивной стадии разработки, и постоянных проблем с утечками, Ватт ограничил использование пара высокого давления - все его двигатели использовали пар с давлением, близким к атмосферному.

Патентные испытания

Паровая машина, построенная по патенту Джеймса Ватта в 1848 году во Фрайберге, Германия.

Эдвард Булл начал конструировать двигатели для Бултона и Ватта в Корнуолле в 1781 году. К 1792 году он начал делать двигатели собственной конструкции, но с отдельным конденсатором, что нарушало патенты Уатта. Два брата, Джабез ​​Картер Хорнблауэр и Джонатан Хорнблауэр- младший, также начали строить двигатели примерно в одно время. Другие начали модифицировать двигатели Ньюкомена, добавляя конденсатор, и владельцы шахт в Корнуолле убедились, что патент Уатта не может быть обеспечен. Они начали задерживать выплаты из-за Boulton and Watt, которые к 1795 году упали. Из общей суммы задолженности в размере 21000 фунтов стерлингов (что эквивалентно 210000 фунтов стерлингов на 2019 год) было получено только 2500 фунтов стерлингов. Ватт был вынужден обратиться в суд для обеспечения исполнения своих требований. [29]

Впервые он подал в суд на Булла в 1793 году. Жюри признало Уатта, но вопрос о том, действительна ли оригинальная спецификация патента, был оставлен на другое рассмотрение. Тем временем в отношении нарушителей были вынесены судебные запреты, в соответствии с которыми их платежи роялти переводились на условное депонирование.. Судебное разбирательство по определению действительности спецификаций, которое состоялось в следующем году, не принесло результатов, но судебные запреты остались в силе, и все нарушители, за исключением Джонатана Хорнблауэра, начали урегулировать свои дела. Хорнблауэра вскоре предстали перед судом, и приговор четырех судей (в 1799 году) был решительно в пользу Ватта. Их друг Джон Уилкинсон, который решил проблему расточки точного цилиндра, был особенно печальным случаем. Он построил около двадцати двигателей без ведома Боултона и Уоттса. В конце концов они согласились урегулировать нарушение в 1796 году [30].Бултон и Ватт так и не получили всю причитающуюся им сумму, но все споры разрешались непосредственно между сторонами или через арбитраж. Эти испытания были чрезвычайно дорогостоящими как по деньгам, так и по времени, но в конечном итоге оказались успешными для фирмы.

Копировальный аппарат

Портативный копировальный аппарат Джеймса Ватта и Ко. Около 1795 г.

До 1780 года не существовало хорошего метода изготовления копий букв или рисунков. Единственный метод, который иногда использовался, был механическим, с использованием нескольких связанных перьев. Ватт сначала экспериментировал с улучшением этого метода, но вскоре отказался от этого подхода, поскольку он был слишком громоздким. Вместо этого он решил попытаться физически перенести немного чернил с лицевой стороны оригинала на обратную сторону другого листа, смоченного растворителем и прижатого к оригиналу. Второй лист должен был быть тонким, чтобы сквозь него можно было видеть чернила, когда копию держали на свету, и таким образом точно воспроизводил оригинал. [31] [32]

Ватт начал разработку этого процесса в 1779 году и провел множество экспериментов по составлению чернил, выбору тонкой бумаги, разработке метода смачивания специальной тонкой бумаги и созданию пресса, подходящего для приложения правильного давления для осуществления переноса. Все это потребовало много экспериментов, но вскоре он добился достаточных успехов, чтобы запатентовать процесс год спустя. Ватт сформировал еще одно партнерство с Боултоном (который предоставил финансирование) и Джеймсом Кейром (для управления бизнесом) в фирме под названием James Watt and Co. Совершенствование изобретения потребовало гораздо большей работы по разработке, прежде чем оно могло быть регулярно использовано другими, но это проводился в течение следующих нескольких лет. Бултон и Ватт передали свои акции сыновьям в 1794 году [33]. Он приобрел коммерческий успех и широко использовался в офисах даже в двадцатом веке.

Химические эксперименты

С ранних лет Ватт очень интересовался химией. В конце 1786 года, находясь в Париже, он стал свидетелем эксперимента Бертолле, в котором он реагировал соляной кислотой с диоксидом марганца с образованием хлора . Он уже обнаружил, что водный раствор хлора может отбеливать ткани, и опубликовал свои результаты, которые вызвали большой интерес у многих потенциальных конкурентов. Когда Ватт вернулся в Великобританию, он начал эксперименты в этом направлении в надежде найти коммерчески жизнеспособный процесс. Он обнаружил, что смесь соли, диоксида марганца и серной кислотымог производить хлор, что, по мнению Ватта, могло быть более дешевым методом. Он пропустил хлор в слабый раствор щелочи и получил мутный раствор, который, как оказалось, обладал хорошими отбеливающими свойствами. Вскоре он сообщил об этих результатах Джеймсу МакГригору, своему тестю, который работал на трибуне в Глазго. В противном случае он старался сохранить свой метод в секрете. [34]

Вместе с МакГригором и его женой Энни он начал расширять процесс, и в марте 1788 года МакГригор смог отбелить 1500 ярдов ткани к своему удовлетворению. Примерно в это же время Бертолле открыл процесс соли и серной кислоты и опубликовал его, так что он стал достоянием общественности. Многие другие начали экспериментировать с улучшением процесса, который все еще имел много недостатков, не последним из которых была проблема транспортировки жидкого продукта. Соперники Ватта вскоре обогнали его в развитии процесса, и он выбыл из гонки. Лишь в 1799 году, когда Чарльз Теннант запатентовал способ производства твердого обесцвечивающего порошка (гипохлорита кальция), он стал коммерчески успешным.

К 1794 году Томас Беддоус выбрал Ватта для производства аппаратов для производства, очистки и хранения газов для использования в новом Пневматическом институте в Хотуэллсе в Бристоле. Ватт продолжал экспериментировать с различными газами в течение нескольких лет, но к 1797 году медицинское использование «искусственного воздуха» зашло в тупик. [35]

Научный аппарат, разработанный Бултоном и Ваттом в рамках подготовки Пневматического института в Бристоле.

Личность

Ватт сочетал теоретические знания в науке со способностью применять их на практике. Хэмфри Дэви сказал о нем: «Те, кто считает Джеймса Ватта только великим практическим механиком, имеют очень ошибочное представление о его характере; он был одинаково известен как естествоиспытатель и химик, и его изобретения демонстрируют его глубокое знание этих наук, и эта особенная черта гения - их объединение для практического применения ». [36]

Его очень уважали другие видные деятели промышленной революции . [37] Он был важным членом Лунного Общества и был очень востребованным собеседником и компаньоном, всегда заинтересованным в расширении своего кругозора. [38] Его личные отношения с друзьями и партнерами всегда были благоприятными и продолжительными.

Ватт был плодовитым корреспондентом. Во время своего пребывания в Корнуолле он несколько раз в неделю писал Бултону длинные письма. Однако он не хотел публиковать свои результаты, например, в « Философских трудах» Королевского общества , и вместо этого предпочитал излагать свои идеи в патентах . [39] Он был прекрасным рисовальщиком .

Письма Джеймса Ватта из библиотеки и архивов Научного музея в Ротоне , недалеко от Суиндона.

Он был довольно бедным бизнесменом и особенно ненавидел торговаться и договариваться с теми, кто хотел использовать паровой двигатель. В письме Уильяму Смоллу в 1772 году Ватт признался, что «он скорее предпочел бы столкнуться с заряженной пушкой, чем рассчитаться или заключить сделку». [40] До выхода на пенсию он всегда был очень озабочен своими финансовыми делами и немного беспокоился. Его здоровье часто было плохим, он страдал от частых нервных головных болей и депрессии.

Литейный завод Сохо

Сначала партнерство разработало чертеж и спецификации двигателей, а также руководило работами по их установке на территории заказчика. Сами детали практически не производились. Ватт выполнял большую часть своей работы в своем доме в Харперс-Хилл в Бирмингеме, а Бултон работал на мануфактуре в Сохо . Постепенно партнеры начали производить все больше и больше деталей, и к 1795 году они приобрели участок примерно в миле от мануфактуры в Сохо, на берегу Бирмингемского канала , чтобы основать новый литейный цех по производству двигателей. Soho Foundry официально открыт в 1796 году в то время , когда сыновья Уатта, Грегори и Джеймс - младшийактивно участвовали в управлении предприятием. В 1800 году, когда Ватт ушел на пенсию, компания выпустила 41 двигатель. [41]

Спустя годы

Картина Аллена Эдварда Эверитта " Хитфилд ", дом Ватта в Хэндсворте , 1835 г.
Мастерская Джеймса Ватта

Ватт вышел на пенсию в 1800 году, в том же году, когда истек срок его основного патента и партнерства с Бултоном . Знаменитое партнерство перешло к сыновьям мужчин, Мэтью Робинсону Бултону и Джеймсу Ватту-младшему . Уильям Мердок, многолетний инженер фирмы, вскоре стал партнером, и фирма преуспела.

Ватт продолжал изобретать другие вещи до и во время своего полузабытия на пенсию. В своем доме в Хэндсворте , Стаффордшир, Ватт использовал чердачное помещение в качестве мастерской, и именно здесь он работал над многими из своих изобретений. [42] Среди прочего, он изобрел и сконструировал несколько машин для копирования скульптур и медальонов, которые работали очень хорошо, но которые он никогда не запатентовал. [43] Одной из первых скульптур, которые он создал с помощью этой машины, была маленькая голова его старого друга-профессора Адама Смита . Он сохранил интерес к гражданскому строительству и был консультантом по нескольким важным проектам. Он предложил, например, метод строительства гибкой трубы, которая будет использоваться для откачки воды под Клайдом.в Глазго. [44]

Он и его вторая жена отправились во Францию ​​и Германию, и он приобрел поместье в центре Уэльса в Doldowlod House, в миле к югу от Llanwrthwl , которое он значительно улучшил.

В 1816 году он совершил поездку на пароходе « Комета» , продукте его изобретения, чтобы снова посетить свой родной город Гринок. [45]

Он умер 25 августа 1819 года в своем доме « Хитфилд-холл » недалеко от Хэндсворта в Стаффордшире (ныне часть Бирмингема ) в возрасте 83 лет. Он был похоронен 2 сентября на кладбище церкви Святой Марии в Хэндсворте . С тех пор церковь была расширена, и теперь его могила находится внутри церкви.

Семья

16 июля 1764 года женился на своей кузине Маргарет Миллер ( ум . 1773). У них было двое детей, Маргарет (1767–1796) и Джеймс (1769–1848). В 1791 году их дочь вышла замуж за Джеймса Миллера; их сын не женился. В сентябре 1773 года, когда Ватт работал в Шотландском нагорье, он узнал, что его жена, беременная их третьим ребенком, тяжело больна. Он немедленно вернулся домой, но обнаружил, что она умерла, а их ребенок родился мертвым . [3] [46]

В 1775 году он женился на Энн МакГрегор (ум. 1832). [46]

Масонство

Он был посвящен в шотландское масонство в Ложе Королевской Арки Глазго, № 77, в 1763 году. Ложа прекратила свое существование в 1810 году. В его родном городе Глазго была названа Масонская Ложа - Ложа Джеймса Ватта, № 1215. [47]

Вклад Мердока

Уильям Мердок присоединился к Boulton and Watt в 1777 году. Сначала он работал в модельном цехе в Сохо, но вскоре он начал устанавливать двигатели в Корнуолле. Он стал важной частью фирмы и внес большой вклад в ее успех. Очень способный человек, он самостоятельно сделал несколько важных изобретений.

Джон Гриффитс, который написал его биографию [48] в 1992 году, утверждал, что разочарование Ватта работы Мердока с паром высокого давления над его экспериментами с паровозом задержало его разработку: Ватт справедливо полагал, что котлы того времени были бы небезопасны при более высоких температурах. давления. [49]

Ватт запатентовал применение солнечной и планетарной передачи в паре в 1781 году и паровоз в 1784 году, оба из которых имеют серьезные претензии на то, что они были изобретены Мердоком. [50] Патент никогда не оспаривался Мердоком, и фирма Бултона и Ватта продолжала использовать солнечную и планетарную шестерни в своих ротационных двигателях даже спустя долгое время после истечения срока действия патента на кривошип в 1794 году. Мердок стал партнером компании. в 1810 году, где он оставался до своей пенсии 20 лет спустя в возрасте 76 лет.

Наследие

Сохранившийся двигатель луча Ватта в университете Лафборо
Дополнительная информация: Промышленная революция

Как утверждает один автор, усовершенствования паровой машины Джеймсом Ваттом «превратили ее из двигателя с предельной эффективностью в механическую рабочую лошадку промышленной революции». [51] Реальность, однако, такова, что усовершенствования Ватта над двигателем Ньюкомена имели ограниченную, хотя и популярную, полезность, учитывая их размер и малую мощность, и не были перенесены в конструкции паровых двигателей высокого давления, на которые ссылаются эти авторы. что касается революционного воздействия паровой машины, против чего выступал Ватт.

Почести

Ватт был очень почитаем в свое время. В 1784 году он стал членом Королевского общества Эдинбурга и был избран членом Батавского общества экспериментальной философии в Роттердаме в 1787 году. В 1789 году он был избран в элитную группу - Смитонианское общество инженеров-строителей . [52] В 1806 году университет Глазго присвоил ему звание почетного доктора права . Французская Академия избрала его своим членом - корреспондентом , и он был сделан иностранным членом в 1814 году [53]

Ватт назван в честь Джеймса Ватта за его вклад в развитие паровой машины и был принят Вторым конгрессом Британской ассоциации развития науки в 1889 году и 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году как единица мощности, включенная в Международную систему единиц (или "СИ").

29 мая 2009 года Банк Англии объявил, что Болтон и Уотт появятся на новой банкноте в 50 фунтов стерлингов . Дизайн является первым изображением двойного портрета на банкноте Банка Англии и представляет двух промышленников бок о бок с изображениями парового двигателя Ватта и мануфактуры Бултона в Сохо. Цитаты, приписываемые каждому из мужчин, написаны на записке: «Я продаю здесь, сэр, то, что желает весь мир - СИЛУ» (Бултон) и «Я не могу думать ни о чем другом, кроме этой машины» (Ватт). Включение Ватта - это второй случай, когда шотландец фигурирует на банкноте Банка Англии (первым был Адам Смит на банкноте 20 фунтов стерлингов выпуска 2007 года). [54] В сентябре 2011 года было объявлено, что банкноты поступят в обращение 2 ноября.[55]

В 2011 году он был одним из семи первых призывников в Зал славы инженеров Шотландии . [56]

Мемориалы

Мемориальный колледж Джеймса Уатта в Гриноке .

Ватт был похоронен на территории церкви Святой Марии в Хэндсворте в Бирмингеме. Позднее расширение церкви над его могилой означает, что его могила теперь погребена внутри церкви. [57]

Мансардой цех номер , который Watt использовал в своей отставки не осталось, заперли и нетронутым, до 1853 года , когда он был первым смотреть его биограф JP Мюрхед . После этого его время от времени посещали, но оставляли нетронутым, как своего рода святыню. Предложение передать его в Патентное ведомство ни к чему не привело. Когда в 1924 году дом должен был быть снесен, комната и все ее содержимое были переданы в Музей науки , где полностью воссозданы. [58]Он оставался для посетителей в течение многих лет, но был обнесен стеной, когда галерея, в которой он находилась, закрылась. Мастерская осталась нетронутой и сохранилась, а в марте 2011 года была выставлена ​​на всеобщее обозрение в рамках новой постоянной выставки Музея науки «Джеймс Ватт и наш мир». [59]

Приблизительное место рождения Джеймса Ватта в Гриноке отмечено статуей. Несколько мест и названий улиц в Гриноке напоминают о нем, в первую очередь Мемориальная библиотека Ватта, которая была основана в 1816 году с пожертвования Ваттом научных книг и развивалась как часть Института Ватта его сыном (который в конечном итоге стал Колледжем Джеймса Ватта ). Принята местными властями в 1974 году, библиотека теперь также содержит коллекцию местной истории и архивы Инверклайда , а в вестибюле преобладает большая сидящая статуя. Ватт также отмечен скульптурами на Джордж-сквер в Глазго и на Принсес-стрит в Эдинбурге, а также в нескольких других местах в Бирмингеме., где его также помнят Лунные камни, и в его честь названа школа.

Колледж Джеймса Ватта расширился по сравнению с его первоначальным местоположением, включив в него кампусы в Килвиннинге (Северный Эйршир), Финнарт-стрит и набережную в Гриноке, а также спортивный кампус в Ларгсе . Университет Хериот-Ватт недалеко от Эдинбурга одно время был Школой искусств Эдинбурга, основанной в 1821 году как первый в мире Институт механики , но в честь Джорджа Хериота, финансиста 16-го века короля Джеймса, и Джеймса Ватта после Королевской хартии название было изменено на Университет Хериот-Ватт. Его именем названы десятки зданий университетов и колледжей (в основном научно-технических). Дом Мэтью Бултона, Soho House, теперь музей, посвященный работе обоих мужчин. Штаб- квартира инженерного факультета Университета Глазго находится в здании Джеймса Ватта, в котором также находятся кафедры машиностроения и аэрокосмической техники. Огромная картина Джеймса Уатта , созерцая двигатель пара на Джеймса Экфорд Lauder теперь принадлежит Национальной галерее Шотландии .

Статуя Джеймса Ватта Чантри

Есть статуя Джеймса Ватта в садах Пикадилли в Манчестере и на городской площади Лидса .

Колоссальная статуя ватт на Chantrey была помещена в Вестминстерском аббатстве , [60] , а затем был перенесен в собор Святого Павла . На кенотафе надпись, в частности, гласит: «ДЖЕЙМС УОТТ ... УВЕЛИЧИЛ РЕСУРСЫ СВОЕЙ СТРАНЫ, УВЕЛИЧИЛ МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА И ВОЗВРАЩАЕТСЯ В ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ МЕСТО СРЕДИ НАИБОЛЕЕ ИЛЛЮСТРАТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЕЙ НАУКИ И НАСТОЯЩИХ ПОЛУЧИТЕЛЕЙ МИРА. "

Бюст Ватта находится в Зале героев национального памятника Уоллесу в Стерлинге .

Патенты

Ватт был единственным изобретателем, указанным в его шести патентах: [61]

  • Патент 913: Способ снижения расхода пара в паровых машинах - отдельный конденсатор. Спецификация была принята 5 января 1769 г .; зарегистрирован 29 апреля 1769 г. и продлен до июня 1800 г. парламентским актом 1775 г.
  • Патент 1244: Новый метод копирования букв. Спецификация была принята 14 февраля 1780 года и зачислена 31 мая 1780 года.
  • Патент 1306: Новые методы для создания непрерывного вращательного движения - Солнца и планеты. Спецификация была принята 25 октября 1781 года и зачислена 23 февраля 1782 года.
  • Патент 1321: Новые усовершенствования паровых двигателей - расширительного и двойного действия. Спецификация была принята 14 марта 1782 г. и зачислена 4 июля 1782 г.
  • Патент 1432: Новые усовершенствования паровых двигателей - трехшарнирный механизм и паровая тележка. Спецификация была принята 28 апреля 1782 г. и зачислена 25 августа 1782 г.
  • Патент 1485: Новые усовершенствованные методы строительства печей. Спецификация была принята 14 июня 1785 года и зачислена 9 июля 1785 года.

Рекомендации

  1. ^ a b Хотя ряд авторитетных источников указывает дату его смерти 19 августа 1819 года, все современные источники сообщают, что он умер 25 августа и был похоронен 2 сентября. Дата 19 августа происходит из биографии Джеймса Патрика Мюрхеда «Жизнь Джеймса Ватта» (1858, стр. 521) . Его (предполагаемая) легитимность основывается на том факте, что Мюрхед был племянником Ватта и, следовательно, должен был быть хорошо информирован. В газетах Мюрхеда дата 25 августа упоминается в другом месте. Последняя дата также указывается в современных газетных сообщениях (например, страница 3 The Timesот 28 августа), а также выпиской из завещания Ватта и дополнением к нему. (В соответствующей книге захоронений церкви Святой Марии (Бирмингем-Хэндсворт) дата смерти Ватта не упоминается.)
  2. ^ Лира, Карл (2001). «Биография Джеймса Ватта» . egr.msu.edu . Проверено 5 июля 2010 года .
  3. ^ a b c d e f Танн, Дженнифер (2013) [2004]. «Ватт, Джеймс (1736–1819)». Оксфордский национальный биографический словарь (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета. DOI : 10.1093 / исх: odnb / 28880 . (Требуется подписка или членство в публичной библиотеке Великобритании .)
  4. ^ Muirhead, Джеймс Патрик (1859). Жизнь Джеймса Ватта: с выдержками из его переписки (2-е изд.). Джон Мюррей. п. 10 .
  5. ^ Клустер, John W. (2009). Иконы изобретательства: создатели современного мира от Гутенберга до Гейтса . Иконы на изобретения. 1 . ABC-CLIO. п. 30. ISBN 978-0-313-34743-6.
  6. ^ Дикинсон, Генри Винрам; Дженкинс, Рис; Комитет празднования столетия Ватта (1927). Джеймс Ватт и паровой двигатель: мемориальный том, подготовленный к празднованию столетия Комитета Ватта в Бирмингеме в 1919 году . Кларендон пресс. п. 78. Трудно сказать что-либо относительно религиозной веры Ватта, кроме того, что он был деистом.
  7. ^ МакКейб, Джозеф (1945). «Биографический словарь древних, средневековых и современных вольнодумцев» . Публикации Халдемана-Юлиуса . Проверено 17 августа 2012 года . Он настолько усовершенствовал примитивный паровой двигатель, который был изобретен до него, что его обычно называют изобретателем. «Его многочисленные и самые ценные изобретения всегда должны помещать его в число ведущих благотворителей человечества», - говорится в его отчете в Национальном биографическом словаре . Он был опытным человеком. Он знал греческий, латинский, французский, немецкий и итальянский языки и был очень дружен с великими вольнодумными французскими учеными. Эндрю Карнеги написал о нем жизнь и описывает его как деиста, который никогда не ходил в церковь.
  8. ^ Muirhead, Джеймс Патрик (1859). Жизнь Джеймса Ватта: с выдержками из его переписки (2-е изд.). Джон Мюррей. п. 4 , 7.
  9. ^ Улыбается, Сэмюэл (1904). Жизни инженеров (Популярное изд.). Лондон: Джон Мюррей. п. 12 . Проверено 9 декабря 2017 .
  10. ^ Аннан, Томас (1868). Иллюстрированный каталог выставки портретов на правах аренды в новых художественных галереях, зданиях Корпорации, Сошихолл-стрит . Глазго: Художественная галерея и музей Глазго. п. 90 . Проверено 4 декабря 2017 года .
  11. ^ «Джеймс Ватт, 1736 - 1819. Инженер, изобретатель паровой машины» . Шотландская национальная портретная галерея . Дата обращения 5 декабря 2017 .
  12. ↑ Маршалл (1925) Глава 3
  13. ^ Робинсон, Эрик; Маккай, Дублас (1970). Партнеры в науке: письма Джеймса Ватта и Джозефа Блэка . Кембридж, Массачусетс.
  14. ^ Лумсден, Гарри (1912). История Хаммерменов Глазго; исследование, типичное для шотландской ремесленной жизни и организации . Пейсли: А. Гарднер. стр.  394 -404.
  15. ^ Хилс, т I, стр. 103-15
  16. Перейти ↑ Torrens, HS (2006). «Геологические работы Грегори Ватта, его путешествия с Уильямом Маклуром по Италии (1801–1802 гг.) И« протогеологическая »карта Италии (1804 г.)». Истоки геологии в Италии . Геологическое общество Америки. 411 . С. 179–197. DOI : 10,1130 / 2006,2411 (11) . ISBN 0-8137-2411-2.
  17. ^ Углоу, Дженни (2011). Лунные люди: изобретатели современного мира 1730–1810 гг . Faber & Faber. ISBN 978-0-571-26667-8.
  18. Перейти ↑ Miller, DP (2004). «Правдивые мифы: чайник Джеймса Ватта, его конденсатор и его химия». История науки . 42 (3): 333–360 [стр. 334]. Bibcode : 2004HisSc..42..333M . DOI : 10.1177 / 007327530404200304 . S2CID 161722497 . 
  19. ^ Муссон, AE; Робинсон, Эрик (1969). Наука и технологии в промышленной революции . Издательство Манчестерского университета. п. 80.
  20. ^ a b Muirhead, Джеймс Патрик (1858). Жизнь Джеймса Ватта: с выдержками из его переписки . Дж. Мюррей. стр.  74 -83 . Проверено 17 августа 2011 года .
  21. ^ a b Фрейзер, Персифор (1859 г.). Журнал Института Франклина . С. 296–297 . Проверено 17 августа 2011 года .
  22. ^ Дикинсон, стр. 36
  23. ^ "OS 25 дюймов 1892–1949" . Национальная библиотека Шотландии . Обследование боеприпасов . Проверено 26 октября 2017 года .
  24. ^ Лосось, Томас Джеймс (1913). Заимствование и район, являющиеся историческими очерками Киннейла, Карридена и Бо'несса, c. 1550–1850 . Эдинбург: Уильям Ходж и Ко, стр. 372–376 . Проверено 9 декабря 2017 .
  25. ^ «Коттедж Джеймса Ватта», CANMORE. Королевская комиссия по древним и историческим памятникам Шотландии. Проверено 13 мая 2010 года.
  26. ^ Холмы, т I, стр 180-293
  27. ^ Патентный закон 1775 Джеймса Уатта пожарные машины (15 Geo 3 с. 61). В то времядля продления срока действия патента требовался парламентский акт .
  28. ^ Браун, Ричард (1991). Общество и экономика в современной Британии 1700–1850 гг . Лондон: Рутледж. п. 60 . ISBN 978-0-203-40252-8.
  29. ^ Холмы, том 3, главы 5 и 6
  30. ^ Прокрутите стр. 158
  31. ^ Хиллс, т, 2, стр. 190-211
  32. ^ WB Праудфут, Происхождение трафаретные множительные, с. 21, цитата на Quaritch.com 12 октября 13
  33. ^ Холмы об. 3 шт. 116.
  34. ^ Холмы, том 3, глава 4
  35. ^ Хилс, том 3, стр. 152-58
  36. ^ Карнеги, Эндрю (1905). «10». Джеймс Ватт . Doubleday, Пейдж и компания. Архивировано из оригинала 8 июля 2009 года.
  37. ^ Карнеги, гл. XI: Ватт, Человек
  38. ↑ Холмы, том I, страницы 42–43
  39. ^ Улыбается, Сэмюэл (1865). «Жизни Бултона и Ватта: история изобретения и внедрения парового двигателя» . Лондон: Джон Мюррей: 286. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  40. ^ Рулон, стр. 20
  41. ^ Рулон, стр. 280
  42. ^ Дикинсон глава VII
  43. ^ Хилс том 3, стр. 234-37
  44. ^ Хилс, том 3, стр. 230-31
  45. ^ Книга Роберта Чемберса Дни
  46. ^ а б Биографический указатель бывших членов Королевского общества Эдинбурга 1783–2002 (PDF) . Королевское общество Эдинбурга. Июль 2006 г. ISBN.  978-0-902198-84-5.
  47. ^ Известные шотландские масоны. Великая Ложа Древних Свободных и Принятых Масонов Шотландии. 2010. С. 72–73. ISBN 978-0-9560933-8-7 
  48. ^ Джон Гриффитс; Третий человек, Жизнь и времена Уильяма Мердока 1754–1839 гг. Иллюстрировано черно-белыми фотопластинками и диаграммами с библиографией и указателем; Андре Дойч; 1992; ISBN 0-233-98778-9 
  49. ^ Джарвис, Адриан (1997). Сэмюэл Смайлс и построение викторианских ценностей . Саттон. п. 82. ISBN 978-0-7509-1128-3.
  50. ^ Дэй, Лэнс; Макнил, Ян (2003). Биографический словарь истории техники . Рутледж. п. 878. ISBN 978-0-203-02829-2.
  51. ↑ Андерсон, Энтони (3 декабря 1981 г.). «Рецензия: Джеймс Ватт и паровой двигатель» . Новый ученый : 685.
  52. ^ Уотсон, Гарт (1989). Смитониане: Общество инженеров-строителей . Томас Телфорд. ISBN 0-7277-1526-7.
  53. ^ Dickinson, стр. 197-98
  54. ↑ Steam-гиганты на новой банкноте 50 фунтов стерлингов , BBC, 30 мая 2009 г. , получено 22 июня 2009 г.
  55. ↑ Хизер Стюарт. «Банк Англии выпустит новую банкноту в 50 фунтов стерлингов» . Хранитель .
  56. ^ "Шотландский инженерный зал славы" . engineeringhalloffame.org . 2012 . Проверено 27 августа 2012 года .
  57. ^ Келли, ER (1878). Справочник почтового отделения Бирмингема . Лондон: Келли и компания. п. 176.
  58. ^ "Чердачная мастерская Джеймса Ватта" . Makingthemodernworld.org.uk . Проверено 12 марта 2011 года .
  59. ^ «Легендарное« волшебное убежище »Джеймса Ватта будет показано в Музее науки» . (Пресс-релиз) . Музей науки . 1 марта 2011 года Архивировано из оригинала 17 марта 2011 года . Проверено 25 марта 2011 года .
  60. ^ 'Зал ученых аббатства, AR p35: Лондон; Роджер и Роберт Николсон; 1966 г.
  61. ^ Холмы, том 3, стр. 13

Источники

  • «Некоторые неопубликованные письма Джеймса Ватта» в журнале Института инженеров-механиков (Лондон, 1915).
  • Карнеги, Эндрю , Издательство Тихоокеанского университета Джеймса Ватта (2001) (перепечатано с изд. 1913 г.), ISBN 0-89875-578-6 . 
  • Дикинсон, HW (1935). Джеймс Ватт: мастер и инженер . Издательство Кембриджского университета.
  • Дикинсон, Х.У. и Хью Пембрук Ваулс, Джеймс Ватт и промышленная революция (опубликовано в 1943 году, новое издание 1948 года и переиздано в 1949 году. Также опубликовано на испанском и португальском языках (1944) Британским Советом )
  • Хиллс, преподобный доктор Ричард Л., Джеймс Ватт, Том 1, Его время в Шотландии, 1736–1774 (2002); Том 2, Годы тяжелого труда, 1775–1785 ; Том 3 Триумф через невзгоды 1785–1819 гг. Landmark Publishing Ltd, ISBN 1-84306-045-0 . 
  • Халс Дэвид К. (1999). Раннее развитие паровой машины . Лимингтон-Спа, Великобритания: TEE Publishing. С. 127–152. ISBN 1-85761-107-1.
  • Халс Дэвид К. (2001). Развитие вращательного движения за счет силы пара . Лимингтон, Великобритания: ISBN TEE Publishing Ltd. 1-85761-119-5.
  • Марсден, Бен. Совершенный двигатель Ватта Издательство Колумбийского университета (Нью-Йорк, 2002) ISBN 0-231-13172-0 . 
  • Маршалл, Томас Х. (1925), Джеймс Ватт , Глава 3: Изготовитель математических инструментов , из Библиотеки паровых двигателей исторического факультета Университета Рочестера .
  • Маршалл, Томас Х. (1925) Джеймс Ватт , исторический факультет Рочестерского университета .
  • Мюрхед, Джеймс Патрик (1854 г.). Происхождение и прогресс механических изобретений Джеймса Ватта . Лондон: Джон Мюррей.
  • Мюрхед, Джеймс Патрик (1858). Жизнь Джеймса Ватта . Лондон: Джон Мюррей. Жизнь Джеймса Ватта с выдержками из его переписки.
  • Ролл, Эрих (1930). Ранний эксперимент в промышленной организации: история фирмы Boulton & Watt. 1775–1805. Longmans, Green and Co.
  • Улыбки, Сэмюэл , Жизни инженеров , (Лондон, 1861–62, новое издание, пять томов, 1905).
похожие темы
  • Шофилд, Роберт Э. (1963). Лунное общество, Социальная история провинциальной науки и промышленности в Англии восемнадцатого века . Кларендон Пресс.
  • Углоу, Дженни (2002). Лунные люди . Лондон: Фаррар, Штраус и Жиру.

внешняя ссылка

  • Джеймс Ватт Эндрю Карнеги (1905)
  • Аудиокнига Librivox: Джеймс Ватт Эндрю Карнеги (1905)
  • Джеймс Ватт Томаса Х. Маршалла (1925)
  • Архивы Сохо в Центральной библиотеке Бирмингема.
  • История BBC: Джеймс Ватт
  • Зал славы инженеров Шотландии - Джеймс Ватт
  • Сайт революционных игроков
  • Корнуоллский архив Бултон и Ватт письма
  • Значительные шотландцы - Джеймс Ватт
  • «Глава 8: Рекорд парового двигателя» . history.rochester.edu. Архивировано из оригинала 8 июля 2009 года . Проверено 6 июля 2009 года .