Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Старая Бесс
Старый двигатель Bess Beam май 2015.JPG
Старая Бесс , как сейчас хранится в Музее науки в Лондоне
Происхождение
ТипВатт-лучевой двигатель
ДизайнерДжеймс Ватт
ПроизводительБултон и Ватт
Дата1777 ( 1777 )
Страна происхожденияАнглия
Бывший операторСохо Мануфактура
ЦельЗаводские механизмы привода двигателей с возвратом воды
Измерения
Цилиндров1
Отверстие33 дюйма (838 мм)
Сохранение
КоллекцияГруппа Музея науки
Место расположенияМузей науки, Лондон
За работойНет

Old Bess - это ранний двигатель, построенный в результате партнерства Boulton и Watt . Двигатель был построен в 1777 году и проработал до 1848 года. [1]

Наиболее очевидно, что двигатель известен просто как ранний пример двигателя, построенного Бултоном и Ваттом. Однако он также сыграл гораздо более важную роль в разработке паровых двигателей, поскольку был первым двигателем, предназначенным для работы с ранним отключением и, таким образом, для использования расширения пара для большей эффективности.

Сейчас он хранится в галерее Power в Музее науки в Лондоне . [2] [3] [4] Это самый старый из уцелевших двигателей Ватта и третий из старейших уцелевших лучевых двигателей. [я]

Предыдущий Kinneil Engine Ватта [ править ]

Вт «первый двигатель с при Kinneil [5] [6] не увенчался успехом [7] и части были сняты и повторно использовать в Boulton » s Soho мануфактуре в Бирмингеме . [1] Модернизированный двигатель оказался там более успешным и побудил Боултона инвестировать в дальнейшие разработки паровой технологии и изобретения Ватта.

Мануфактура была построена для использования водяного колеса для привода своего оборудования, и место было выбрано на этом основании, но были опасения по поводу сезонной нехватки воды для привода колеса. [8] Подобные проблемы в черной металлургии вдохновили на разработку двигателя с возвратом воды : паровой насос, который может поднимать воду для вращения колеса во время маловодья на реке. Двигатель Kinneil был построен как насос для использования в угольной шахте и поэтому подходил для этой новой задачи. Двигатель с вращающейся балкой Ватта еще не рассматривался, и поэтому единственным способом создания вращающейся работы для привода механизмов на Мануфактуре была энергия воды.

В 1777 году Боултон и Ватт решили построить второй двигатель для использования в Сохо, либо в дополнение к двигателю Киннейла [8], либо в первую очередь для экспериментов с новой идеей Ватта о расширенной работе пара. [1] Новый двигатель также должен был быть двигателем с возвратом воды [2] Как и более ранние двигатели Ньюкомена , он был способен только перекачивать воду, а не приводить в движение механизмы напрямую.

Рабочая жизнь [ править ]

Строительство [ править ]

Еще в 1769 году Ватт рассматривал возможность расширенного использования пара, как записано в письме доктору Смоллу от 28 мая . [9] Ранние двигатели были неспособны к этому, поскольку они использовали один клапан для впуска и выпуска. Поскольку Watt уже начал использовать отдельные клапаны для каждой функции [1] , теперь можно было бы управлять их синхронизацией независимо, то есть применять свинец для синхронизации впускного клапана. Ватт решил сконструировать новый двигатель, чтобы продемонстрировать этот принцип, и был уверен в существенной экономии потребления угля. [10]

Строительство началось в 1777 году с заказа 33-дюймового [ii] цилиндра (84 см). [1] Двигатель был смонтирован и заработал в Сохо к августу, но все еще не закончен.

Двигатель всегда работал как водяной насос и был снабжен двумя чугунными цилиндрами на противоположных концах балки, один для рабочего цилиндра, а другой - для насоса. Цилиндр насоса был выше и тоньше, диаметром 24 дюйма (61 см) и высотой 8 футов 3 дюйма (2,5 м), рассчитанный на рабочий ход в пределах 7 футов (2,1 м), хотя всего 6 футов 1 дюйм (1,9 м). ) использовалась на практике. Перекачиваемая вода подавалась с напором 24 фута (7,3 м). [1] Двигатель был позже описан как 30  л.с. мощности. [11]

Балка была типичной для ранних двигателей с балкой одностороннего действия , тянущейся через цепи из кованого железа, проходящие через изогнутую дугу на каждом конце балки. Позже, возможно, при реконструкции после пожара, эта балка была усилена за счет подпорки и обвязки дополнительными деревянными и железными треугольными фермами, которые видны над балкой сегодня. [7]

Вельзевул [ править ]

Первоначальная эксплуатация двигателя была неудовлетворительной. Ватт был в Корнуолле, и Бултон написал ему, описав работу двигателя как «очень жестокую». [12] Он считал, что цилиндр двигателя слишком велик для ожидаемой работы. Это привело к тому, что он работал при давлении около 5,7 фунтов на квадратный дюйм, тогда как если бы он работал при 8 фунтов на квадратный дюйм, он был бы менее резким и резким. Это действие было настолько примечательным, что дало двигателю первоначальное прозвище Вельзевул . [1]

Ни Ватт, ни Боултон не нашли решения проблемы поведения двигателя. Опыт Ватта с двигателем Чейсуотера, перестроенным двигателем Смитона , в компании Wheal Busy , показал, что отключение вело к насильственным действиям. В сентябре он порекомендовал уменьшить подачу пара в двигатель. [13] Боултон поддерживал дальнейшие эксперименты с отсечкой (то есть синхронизацией клапанов) и в 1779 году предложил провести серию более научных измерений. Оглядываясь назад, можно сказать, что подход Бултона был более термодинамически эффективным, хотя этот урок не был полностью оценен машинистами локомотивов вплоть до конца использования энергии пара.

Пожар и реконструкция [ править ]

Однажды утром в июле 1778 года машинное отделение было обнаружено в огне. Огонь быстро распространился, и в течение получаса крыша сгорела дотла. Деревянные конструкции и спаянные медные трубопроводы двигателя также были разрушены или повреждены. Даже сама балка, массивная деревянная конструкция, «пришла в негодность» в результате пожара. К счастью, самая важная часть двигателя, его цилиндр, относительно не пострадала от пожара. В течение трех недель двигатель был реконструирован, и вскоре ожидалось, что он снова заработает. [1]

В то время как двигатель был поврежден, Ватт, который снова находился в Корнуолле, посоветовал «не ремонтировать дальше, чем крышу в настоящее время», с его намерением реконструировать двигатель в некоторой улучшенной манере. [1] Природа этих реконструкций и их эффективность остаются неясными.

К 1781 году паровоз уже несколько лет проработал в реконструированном виде. Какими бы ни были улучшения, они оставили Ватта и Бултона, по-прежнему согласных с тем, что это был «один из худших двигателей, которые у них были». [1] [14]

Закрытие монетного двора и сохранение [ править ]

Двигатель работал на Монетном дворе Сохо до закрытия монетного двора в 1848 году. Он был продан за 48 фунтов стерлингов, затем перепродан за 58 фунтов стерлингов и выставлен на выставке на острове в Деррингтон-Пул , рядом с металлопрокатным заводом его нового владельца. , мистер Уокер. [1] Хотя большая часть монетного двора чеканки машины были перепроданы для дальнейшего использования в новом Бирмингемского монетного двора , это престарелые и основательно устарел двигатель , кажется, был один из первых артефактов индустриальной археологии быть намеренно сохранены.

Позже двигатель был перепродан, а затем передан уполномоченным по патентам для их музея Патентного ведомства , который, в свою очередь, стал Музеем науки . [1] Таким образом, двигатель является не только одним из старейших экспонатов музея, но и одним из первых, вошедших в его коллекцию. Когда двигатель впервые был выставлен на обозрение, он представлял собой открытый фасад машинного отделения из кирпича. [15] Теперь он отображается на отдельно стоящих деревянных конструкциях, что позволяет более внимательно осмотреть цилиндры.

Для двигателя, который был описан как «один из худших двигателей, которые у них были», когда он был почти новым, он имел относительно долгий срок службы - более 70 лет. Его название также изменилось с жестокого Вельзевула на более дружелюбное Старое Бесс , что указывает на более удовлетворительную работу. [16] Это подтверждают отчеты Джозефа Харрисона, мастера Монетного двора Сохо [11], и Уильяма Бакла. [1]

В 2009 году он был удостоен награды за инженерное наследие от IMechE . [17]

Путаница между двигателями [ править ]

В отношении этого двигателя существует несколько недоразумений, которые неоднократно повторялись.

Первое из этих недоразумений состоит в том, что это был второй двигатель Ватта (после двигателя Киннейла) и первый, созданный партнерством Бултона и Ватта. [7] Фактически, несколько двигателей были построены между 1773 годом (возвращение двигателя Киннейла в Бирмингем) и постройкой Вельзевула в 1777 году. [18] К ним относятся такие хорошо известные двигатели, как 38-дюймовый выдувной двигатель 1775 года для Джона Уилкинсона. «ы доменные печи в Нью - Уиллях , недалеко от Broseley , и 50-дюймовый насосный двигатель для Bloomfield Кольери около Tipton . [8] [18]

Личность Вельзевула также неясна. Некоторые источники описывают это как отремонтированный двигатель Kinneil в Бирмингеме. [7] Есть два доказательства, подтверждающих мнение о том, что Старая Бесс и Вельзевул - один и тот же двигатель. [8] Во-первых, название Вельзевул происходит от его насильственного действия при экспериментальном использовании для обширной работы, эксперимента, примененного к двигателю, построенному в 1777 году. [1] Во-вторых, Вельзевул описывается как 33-дюймовый двигатель, как и старая Бесс на выставке. Cегодня. Нет никаких свидетельств того, что Boulton & Watt когда-либо создавал другой двигатель такого размера. [1]

См. Также [ править ]

  • Двигатель Smethwick - старейший действующий паровой двигатель Ватта

Ссылки [ править ]

  1. ^ Два старых двигателя Ньюкомена выживают, Мемориальный двигатель Ньюкомена в Дартмуте и Фэрботтом Бобс в музее Генри Форда .
  2. ^ Двигатели характеризовались диаметром цилиндра и часто называли его. Этот размер (среди других факторов) определял их выходную мощность; Хотя рабочее давление и точную длину хода поршня можно было изменять, цилиндр фиксировался при изготовлении.
  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Дикинсон, HW; Дженкинс, Р. (1981) [1927]. Джеймс Ватт и паровой двигатель . Издательство Морланд. С. 120–126. ISBN 0-903485-92-3.
  2. ^ Б « „ Старого Бесс“двигатель от Бултона & Watt, 1777» . Музей науки .
  3. ^ « „ Старый Бесс“- общее расположение рисунок» . Музей науки . 1861 г.
  4. ^ Марк Мейнелл. " Музей науки " Старая Бесс "- выставка Джеймса Ватта" . Flickr.
  5. ^ «Коттедж Джеймса Ватта» . Газетир для Шотландии . Проверено 26 апреля 2014 года . непосредственно к юго-западу от дома Киннейл ... Джеймс Ватт (1736–1819) изобрел свой улучшенный паровой двигатель в 1765 году.
  6. ^ "Kinneil House" . Историческая Шотландия . Проверено 26 апреля 2014 года . На территории находятся руины коттеджа Джеймса Ватта.
  7. ^ а б в г Кроули Т. Е. (1982). Лучевой двигатель . Senecio Publishing. С. 44–45. ISBN 0-906831-02-4.
  8. ^ a b c d Уилсон, П. Н. (1963). «Первичные двигатели с водным приводом». Инженерное наследие . Том I. Институт инженеров-механиков . С. 58–59. |volume=есть дополнительный текст ( справка )
  9. ^ Араго, М. (1838). Исторический Элог Джеймса Ватта . Лондон. п. 88. впускайте пар до тех пор, пока четверть расстояния между ним и следующим клапаном не заполнится паром, закройте клапан, и пар продолжит расширяться и сжимать колесо с уменьшающейся силой.
  10. ^ Письмо Gilbert Meason , 24 апреля 1777, бултон & Watt Cölln.
  11. ^ a b Джозеф Харрисон, собрание Музея науки
  12. ^ Письмо Watt, 18 августа 1777 г., бултон & Watt Cölln.
  13. ^ Письмо Бултона, 20 сентября 1777, бултон & Watt Cölln.
  14. ^ Письмо Watt к Бултону, 1781, бултон & Watt Cölln.
  15. Перейти ↑ Crowley 1986 , pp. 9, 12
  16. ^ Шторер, JD (1969). Простая история парового двигателя . Лондон: Джон Бейкер. п. 58. ISBN 0-212-98356-3.
  17. ^ "Премия инженерного наследия" . IMechE . п. 12.
  18. ^ a b Дикинсон и Дженкинс 1927 , гл. IX, Насосный двигатель одностороннего действия , стр. 111–119.