משתמש:שמחה/טיוטה
מנוע הקיטור של ואט (באנגלית: Watt steam engine), שהוכנס לשימוש מסחרי ב-1776, נחשב למנוע הקיטור המודרני הראשון ולאחד ממחוללי המהפכה התעשייתית בבריטניה ואחר כך באירופה ובארצות הברית.
ג'יימס ואט לא המציא את מנוע הקיטור, אולם החידושים שהכניס במנוע הקיטור של ניוקומן, מנוע הקיטור השימושי הראשון (1712), הגדילו את נצילותו פי שישה, מ-0.5% ל-3%, והקטינו את תצרוכת הפחם הסגולית שלו מ-30–45 ל-7.5 ליברות של פחם לכל כוח סוס שעה.[1][2] בשל כך התרחב השימוש במנועי קיטור משאיבת מים במכרות פחם בעיקר (אנ'), שם היה הפחם זמין וזול, אל מכרות הברזל והמתכות הנוספות, שבלעדיהן לא הייתה המהפכה התעשייתית אפשרית. החידוש העיקרי והחשוב ביותר במנוע של ואט היה המעבה החיצוני, שהקטין בשיעור ניכר את הפסדי החום של המנוע לסביבה ועל כן הגדיל את נצילותו התרמית. חידושים חשובים נוספים היו משאבת אוויר, שיצרה תת-לחץ בצילינדר מתחת לבוכנה, ובידוד תרמי של הצילינדר באמצעות מעטפת לוחות עץ וחָלוּק קיטור (steam jacket) כדי להקטין עוד את הפסדי החום לסביבה. חידוש חשוב נוסף שהגה ואט היה התאמת מנוע הקיטור שפיתח להנעת מכונות; המנוע הרוטטיבי שפיתח ואט האיץ את הקמתם של מפעלי תעשייה כבדה וטקסטיל במקומות שלא היו סמוכים למקור מים להנעת מכונותיהם על ידי גלגלי מים. ואט המציא גם את מערכת הפרקים לתנועה מקבילה (אנ'), את תמסורת השמש והירח, את הווסת הצנטריפוגלי, את הדיאגרמה האינדיקטורית למדידת הספק המנוע ועוד.
התפוצה הרחבה של מנוע הקיטור של ואט התאפשרה במידה רבה הודות לשותפות המסחרית המוצלחת שלו עם התעשיין והממציא הבריטי מתיו בולטון (אנ') ולשיתוף הפעולה עם התעשיין והממציא ג'ון "איירון מד" וילקינסון, חלוץ תעשיית הברזל היצוק והבעלים של חברת קרון (אנ'). חברת "בולטון אנד ואט", שהוקמה ב-1775, הייתה אחת מיצרניות מנועי הקיטור הגדולות ביותר במאה ה-19. ממציאים ומהנדסים אחרים פיתחו עוד בימיו של ואט סוגים חדשים ויעילים יותר של מנועי קיטור בוכנאיים המבוססים על המנוע שפיתח, והשימוש בקיטור התרחב גם להנעת אוניות וקטרים.
המנוע של ניוקומן[עריכת קוד מקור | עריכה]
בתחילת העשור של 1710 המציא תומאס ניוקומן מנוע קיטור ששימש בעיקר לשאיבת מים ממכרות פחם (pumping engine). המנוע היה בנוי מצילינדר יצקת ברזל (B) שבתוכו נעה בוכנה (P), שצדה העליון היה פתוח לאטמוספרה. מוט בוכנת הקיטור התחבר לקצה אחד (D) של קורה עילית, שנעה על ציר (E) כנדנדה. לקצה השני של הקורה (F) התחבר מוט בוכנת המים, שביצעה את השאיבה במעמקי המכרה. הצילינדר הותקן בדרך כלל מעל דוד קיטור מסוג "ערימת שחת", שייצר קיטור בלחץ נמוך מאוד של 1–2 ליברות. קיטור סופק לצילינדר דרך שסתום (V) תוך כדי התרוממות הבוכנה עד קצה מהלכה; אחר כך סגרו את שסתום אספקת הקיטור, פתחו את שסתום מי הקירור ('V) והזרימו מים קרים ממכל גובה לתוך הצילינדר. הקיטור בצילינדר התעבה, לחצו נפל, והבוכנה נדחפה מטה בכוח הלחץ האטמוספרי הגדול יותר שפעל מעליה. תוך כדי כך נעה בוכנת המים מעלה בפעולת יניקה. בוכנת הקיטור נעה לקצה העליון של הצילינדר לא על ידי לחץ הקיטור, אלא על ידי משקל מוט בוכנת המים ובוכנת המים עצמה, שהיה גדול במעט מזה של בוכנת הקיטור. הקיטור שהוזרם מחדש לצילינדר סילק את הקיטור שהתעבה למים דרך שסתום סניקה חד-כיווני ("V) דרך צינור ניקוז (E) והחל מחזור חדש. מאחר שתנועת הבוכנה לביצוע העבודה המכנית נעשה על ידי לחץ האוויר האטמוספרי ולא על ידי לחץ הקיטור, מנוע זה נקרא גם "מנוע אטמוספרי".
עד 1733, אז פג תוקפו של הפטנט של ניוקומן, נבנו בבריטניה כ-60 מנועי קיטור גדולים וקטנים, ואחדים נוספים במקומות אחרים במערב אירופה וברוסיה. בין השנים 1734 ו-1781 נבנו כ-300 מנועים, כולם לשאיבת מים ממכרות בפחם. תצרוכת הפחם של מנועי ניוקומן המוקדמים הייתה 30–45 ליברות של פחם לכל כוח סוס שעה, ונצילותם כ-0.5%.[2]
לקריאה נוספת[עריכת קוד מקור | עריכה]
- Ayres, R.U., "Technological Transformations and Long Waves". Laxenburg, Austria, International Institute for Applied Systems Analysis, February 1989.
- Derry, T.K. and Trevor I. Williams (1960). A Short History of Technology. Oxford, Clarendon Press.
- Hart, Ivor B. (1949). James Watt and the History of Steam Power. New York, Henry Schuman. Digitized copy in HathiTrust.
- Kanefsky, J.,and Robey, J. (1980). "Steam Engines in 18th-Century Britain: A Quantative Assessment". Technology and Culture, Vol. 21, No. 2, April, 1980, pp. 161-186.
- Lardner, Dionysius (1840). The Steam Engine Explained and Illustrated. London, Taylor and Walton, Seventh edition. Digitized copy in Internet Archive. E-Book in Project Gutenberg.
- Müller, Gerald (no date). "The atmospheric steam engine as energy converter for low and medium temperature thermal energy". University of Southampton.
- Tann, Jennifer (2004). "Watt, James (1736–1819)." Oxford Dictionary of National Biography. Published online 23 September 2004, revised 25 September 2014. Subscription required.
קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]
כתבי פטנט של ג'יימס ואט[עריכת קוד מקור | עריכה]
- Patent No. 913, 1769 – Specification, in www.wolfgang-pfaller.de.
- Patent No. 913, 1769 – Extension, in www.wolfgang-pfaller.de.
מוזיאון המדע בלונדון[עריכת קוד מקור | עריכה]
- Model of surface condenser and air pump, probably made at Soho, Birmingham, in 1775. in Science Museum Group UK collection.
- Working model, Watt's Pumping Engine 'Old Bess', 1777. Science Museum Group UK collection.
- Rotative Steam Engine by Boulton and Watt, 1788 (the 'Lap' engine) in Science Museum Group UK collection.
- Model, Boulton & Watt 'bell-crank' engine, c. 1799. in Science Museum Group UK collection.
קישורים נוספים[עריכת קוד מקור | עריכה]
- Lienhard, John H., "Steam Engines in England". Cullen College of Engineering, University of Huston, The Engines of Our Ingenutiy, Episode 1440, no date.
- Model Newcomen steam engine". The Hunterian, University of Glasgow. Accessed 20 April 2024.