енер і винахідник.
Він народився в 1736 поблизу Глазго. Для навчання на майстра по слюсарній справі батько відправив Уатта в Лондон. Освоївши за рік семирічну програму, Уатт повернувся до Шотландії і отримав місце механіка в університеті Глазго. Тут він познайомився з талановитими фізиками - Дж. Блеком і Дж. Робінсоном, які займалися визначенням теплоти пароутворення. Уатт брав участь у забезпеченні технічної сторони експериментів [3].
Як ми вже знаємо, серед парових машин того часу були:
- вогнева машина Папена, що об'єднувала в одному пристрої котел для пароутворення і робочий циліндр;
парової водопідйомник військового інженера Севери, в якому робочий циліндр був відділений від котла і для швидкої конденсації пари обливався зовні холодною водою;
пароатмосферная машина Ньюкомена.
налагоджуючи університетську модель парової машини Ньюкомена, Уатт прийшов до висновку, що для зменшення витрати пари необхідно винести процес конденсації за межі циліндра. До такого рішення Уатт прийшов, виявивши, що в машині Ньюкомена майже три чверті енергії гарячої пари витрачаються неефективно: при кожному циклі пар повинен нагрівати циліндр, так як перед тим у циліндр надходила холодна вода, щоб сконденсувати частина пара для зменшення тиску. Таким чином, енергія пари витрачалася на постійний розігрів циліндра, замість того, щоб бути перетвореної в механічну енергію.
Але щоб втілити в життя цю ідею, слід було розібратися з проблемою конденсації пари. Уатт зміркував, що пар слід розглядати як звичайний газ, який з циліндра можна легко направити в іншу ємність, з?? здав в ній менший тиск. Для цих цілей Уатт вирішив використовувати відкачує насос і систему металевих відвідних трубок, які забирали з циліндра пар.
Отримавши патент на цей винахід в 1769 році, при матеріальній підтримці доктора Ребека, засновника першого металургійного заводу в Шотландії, Уатт побудував свою першу машину. Модель виявилася невдалою. Основна складність полягала в тому, щоб змусити працювати поршень і циліндр, а металургія того часу була не спроможна забезпечити потрібну точність виготовлення. Співпраця з Ребека перервалося через його банкрутства. Тоді спонсором Уатта став Меттью Болтон, власник ливарного заводу, де працювали професійні ливарники. Проблема виготовлення циліндра великого діаметру і відповідного поршня з необхідною точністю була вирішена Джоном Уїлкинсоном, який розробив відповідну технологію на заводі, що випускає гарматні ядра.
Наступним важливим кроком у розвитку парових машин стала поява машин подвійної дії. У машинах одиночної дії поршень переміщався в одну сторону силою розширюється пара, але назад він повертався або під дією гравітації, або за рахунок моменту інерції обертового маховика, сполученого з паровою машиною.
Уатт сконструював циліндр подвійної дії - пар подавався поперемінно по різні сторони від поршня, тому поршень робив і робітник і зворотний хід за допомогою пари, чого не було в колишніх машинах. Відпрацьований пар при цьому надходив у конденсатор.
Система подвійної дії дозволила підвищити швидкість роботи машини і досягти безперервного обертання валу, поліпшивши плавність ходу. Але, оскільки в паровій машині подвійної дії шток поршня робив зворотно-поступальний рух, колишню приводну систему з ланцюгів і коромисла, що реагувала тільки на тягу, довелося переробити. Уатт розробив систему зв'язаних тяг і застосував планетарний механізм для перетворення зворотно-поступального руху штока поршня в обертальний рух, використовував важкий маховик, дисковий клапан і манометр для вимірювання тиску пари.
Кришку циліндра Уатт оснастив винайденим незадовго до того сальником, що забезпечував вільний рух штока поршня, але запобігав витоку пари з циліндра. У паровій машині Ньюкомена мастило поршня здійснювалася невеликою кількістю налитої на нього зверху води, в машині Уатта це стало неможливим, і, оскільки у верхній частині циліндра тепер знаходився пар, довелося перейти на мастило сумішшю тавоту та нафти. Така ж мастило використовувалася в сальнику штока циліндра.
У 1781 році Уатт отримав патент на другу модель своєї машини і вона стала символом століття пара .
При наявності кам'яного вугілля і води Двигун Уатта потужністю десять кінських сил стало можливим встановити і використовувати в будь-якому місці і для будь-якої мети. Завдяки тому, що поршень в новому двигуні переміщався під впливом пари, можна було багаторазово збільшити його потужність, просто створивши більший тиск. Таким чином, не потрібно було нарощувати габарити - останнє слово залишалося за компактними паровими машинами, які зовсім скоро стали використовуватися у всіх галузях промисло...
