Domanda:
Chi ha inventato la macchina a vapore: Newcomen o Watt?
winwaed
2014-10-30 07:00:36 UTC
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La macchina a vapore è stata una delle principali tecnologie abilitanti della rivoluzione industriale. Molte storie della rivoluzione industriale tracciano l'ascesa della macchina a vapore con James Watt. Tuttavia, a Thomas Newcomen viene spesso attribuito il merito di aver inventato il motore a vapore. Allora chi è stato?

Questa è una seconda domanda per testare l'acqua per domande di tipo ingegneria / invenzione che hanno un background scientifico.
Penso che questa e l'altra tua domanda siano adatte al sito.
Perché è necessario o importante nominare un solo inventore? Entrambi hanno inventato un motore a vapore.
Sì, ci sono fondamentalmente diversi tipi di motori a vapore (il motore Stirling è un altro) ma le persone generalmente parlano di "Il" motore a vapore quando intendono una variazione del motore Watt. Questa domanda sta arrivando a quel problema.
Tre risposte:
#1
+11
winwaed
2014-10-30 07:00:36 UTC
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Sia Newcomen che Watt hanno inventato i motori a "vapore". Entrambi azionati iniettando vapore in un cilindro, muovendo un pistone nel cilindro.

Il motore di Newcomen è spesso descritto come un motore a vapore, ma la pressione del vapore non esegue realmente il lavoro. Al contrario, il vapore viene condensato ( iniettando una piccola quantità di acqua) per produrre un vuoto parziale. Questo vuoto parziale tira il pistone (per eseguire il lavoro).

Il design di Newcomen era in realtà un miglioramento incrementale di un sifone termico progettato da Thomas Savery. I nuovi arrivati ​​hanno aggiunto un pistone nel contenitore del vuoto (/ cilindro) e utilizzato una trave oscillante per azionare il meccanismo della pompa (la maggior parte dei motori Newcomen erano usati come pompe dell'acqua per le miniere).

Watt si rese conto che la disposizione di condensazione era molto inefficiente perché la maggior parte del calore veniva utilizzata per riscaldare il cilindro che era allora raffreddato durante la fase di condensazione. Sebbene la termodinamica fosse in una fase molto primitiva, Watt si rese conto dell'importanza del calore latente durante questo processo di condensazione. Ha azionato il cilindro alla temperatura del vapore con una camicia di vapore e ha spostato lo stadio di condensazione fuori dal cilindro.

Il pistone era ora azionato dal vapore immesso nel cilindro. Sebbene le pressioni iniziali del vapore non fossero molto più alte, questo era significativamente più efficiente rispetto alla disposizione Newcomen. Man mano che la tecnologia migliorava e le valvole di sicurezza venivano inventate (e migliorate!), Le pressioni aumentavano per una maggiore potenza ed efficienza: le prime locomotive a vapore (inizio XIX secolo) spesso operava a una temperatura uguale o inferiore a 50 psi, mentre 200-250 psi era comune durante il XX secolo.

Inizialmente Watt ebbe molti problemi a far funzionare i suoi progetti. Il problema principale era la creazione di un grande cilindro con un pistone a tenuta di vapore. Alla fine questo problema è stato risolto collaborando con Boulton. Boulton ha anche introdotto l'idea di convertire il movimento alternativo del raggio in un movimento della ruota rotante, adatto per l'uso nei mulini.

Ulteriori informazioni

Potresti collegarti a qualche materiale di origine?
#2
+2
DrZ214
2018-06-07 23:03:05 UTC
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La pratica potenza del vapore precede Watt e Newcomen. Nessuno l'ha inventato.

Taqi al-Din, un ottomano, ha descritto una cosa rotante a vapore che ruotava uno spiedo per barbecue. Era l'anno 1551. Apparentemente il dispositivo aveva delle pale su una ruota, e un getto di vapore le colpì. Quindi questa sarebbe la prima turbina a vapore di tipo a impulso.

Lo chiamerei il primo utilizzo pratico di un motore a vapore, ma non abbastanza per una rivoluzione industriale. avrebbe potuto essere ... Sarebbe potuto essere l'inizio se le persone lo vedessero e provassero a migliorarlo, ad esempio ingrandirlo e applicarlo a qualcosa come una barca a ruota a pale. Ma a quanto pare nessuno l'ha fatto.

Inoltre, non è il primo utilizzo pratico del vapore stesso. La cottura a vapore va molto, molto indietro. Di certo le foglie di tè essiccate venivano cotte a vapore in Cina per produrre tutti i tipi di tè. La cottura a vapore è diversa dalla semplice bollitura di qualcosa in acqua. La cottura a vapore prevede che il vapore stesso riscaldi e inumidisca il cibo in modo diverso rispetto all'acqua bollente.

Jeronimo Beaumont, spagnolo, ha ottenuto un brevetto per una pompa dell'acqua alimentata a vapore che è stato utilizzato per drenare le miniere. Era il 1606. La citazione di wikipedia dice "Garcia, Nicolas (2007). Mas alla de la Leyenda Negra. Valencia: Universidad de Valencia. Pp. 443–454. ISBN 9788437067919". Non ho il libro, quindi vorrei poterti dire come funzionava quella macchina a vapore. Questo è piuttosto sorprendente per me, poiché precede Savery e Necommen di circa 100 anni ... così sorprendente in effetti che potrei aprire una domanda al riguardo.

Ferdinand Verbiest ha progettato una macchinina a vapore, lunga 65 cm, per l'imperatore cinese intorno al 1672. Si può vedere dal disegno che un getto di vapore colpisce le ruote a pale. Questo la rende una turbina a impulsi. (L'eliopile di Hero era una turbina a reazione.) Wikipedia dice che nessuno sa se il giocattolo sia mai stato effettivamente costruito, senza alcuna citazione.

Thomas Savery costruì un motore a vapore nel 1698 chiamato "The Miner's Friend" e ne ottenne un brevetto. Era molto simile a quello che Newcomen avrebbe presto costruito. Infatti, Newcomen è entrato in partnership con Savery a causa del brevetto.

(Ho tratto la maggior parte di questa conoscenza dall'articolo wiki su Storia del motore di vapore. Menziona anche molte più cose, come un francese che ha riscaldato piccole caldaie sigillate fino a farle esplodere, dimostrando che la pressione del vapore può fare cose.)

Quindi, vedi, l'inventore dei motori a vapore non è Newcomen o Watt, ma al più tardi Beaumont. Non so se Savery sapesse della macchina a vapore di Beaumont. In caso contrario, può essere considerato un inventore indipendente.

Quindi senza offesa, ma penso che l'altra risposta di winwaed sia sbagliata. Anche se un miglioramento può essere definito un'invenzione a sé stante, devi comunque accreditare i motori di Savery e Beaumont come precedenti a loro. Per quanto ne so, sono originali nel senso che sono stati entrambi inventati indipendentemente senza disegnarsi l'uno sull'altro o attingendo a qualsiasi altra macchina a vapore (non necessariamente a vapore) inventata in precedenza.

A proposito, non è corretto riferirsi al motore di Newcomen come dotato di un pistone. Né il motore di Savery né quello di Newcomen avevano un pistone. Il vapore non spinge contro il disco all'interno del cilindro. È il raffreddamento del vapore che crea una minore pressione nel cilindro, che consente alla pressione atmosferica esterna di spingere il disco verso il basso. Questo è il motivo per cui a volte è noto come "Atmospheric Engine". È la pressione atmosferica a spingere.

Credo che sia stato Watt a applicare il vapore per primo direttamente sui pistoni. Forse è da qui che viene la confusione e perché Watt è considerato un inventore di "potenza del vapore", con cui intendono una configurazione moderna della potenza del vapore.

Non ero a conoscenza di alcune di quelle persone (c'è anche Hero of Alexander che è anche prima) ma il motore di Newcomen aveva sicuramente un pistone. Steam non ha funzionato su di esso (come per Watt) ma ha fatto un aspirapolvere. Questo è trattato nel tuo link Savery Wikipedia. Posso vedere come il brevetto Savery e il design Newcomen abbiano potenzialmente molte sovrapposizioni: hanno funzionato sullo stesso principio di base anche se hanno applicato il "lavoro" in modi diversi.
#3
+1
EngrStudent
2018-06-11 17:04:25 UTC
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Esiste un "eolipile" dell'Egitto ellenistico descritto da Airone di Alessandria dal ~ 300 a.C. al ~ 100 d.C., che batte Taqi al-Din (nato nel 1526 d.C.) di non meno di 1400 anni.

Riferimenti :



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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