你知道誰(shuí)改良了蒸汽機(jī)嗎?一起來(lái)看看小編給大家精心準(zhǔn)備的資料，歡迎閱讀!

　　改良蒸汽機(jī)：詹姆斯•瓦特

　　1764年，學(xué)校請(qǐng)瓦特修理一臺(tái)紐可門(mén)式蒸汽機(jī)，在修理的過(guò)程中，瓦特熟悉了蒸汽機(jī)的構(gòu)造和原理，并且發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機(jī)的兩大缺點(diǎn)：活塞動(dòng)作不連續(xù)而且慢;蒸汽利用率低，浪費(fèi)原料。

　　以后，瓦特開(kāi)始思考改進(jìn)的辦法。直到1765年的春天，在一次散步時(shí)，瓦特想到，既然紐可門(mén)蒸汽機(jī)的熱效率低是蒸汽在缸內(nèi)冷凝造成的，那么為什么不能讓蒸汽在缸外冷凝呢?瓦特產(chǎn)生了采用分離冷凝器的最初設(shè)想。在產(chǎn)生這種設(shè)想以后，瓦特在同年設(shè)計(jì)了一種帶有分離冷凝器的蒸汽機(jī)。按照設(shè)計(jì)，冷凝器與汽缸之間有一個(gè)調(diào)節(jié)閥門(mén)相連，使他們既能連通又能分開(kāi)。這樣，既能把做工后的蒸汽引入汽缸外的冷凝器，又可以使汽缸內(nèi)產(chǎn)生同樣的真空，避免了汽缸在一冷一熱過(guò)程中熱量的消耗，據(jù)瓦特理論計(jì)算，這種新的蒸汽機(jī)的熱效率將是紐可門(mén)蒸汽機(jī)的三倍。

　　從理論上說(shuō)，瓦特的這種帶有分離器冷凝器的蒸汽機(jī)顯然優(yōu)于紐可門(mén)蒸汽機(jī)，但是，要把理論上的東西變?yōu)閷?shí)際上的東西，把圖紙上的蒸汽機(jī)變?yōu)閷?shí)在的蒸汽機(jī)，還要走很長(zhǎng)的路。瓦特辛辛苦苦造出了幾臺(tái)蒸汽機(jī)，但效果反而不如紐可門(mén)蒸汽機(jī)，甚至四處漏氣，無(wú)法開(kāi)動(dòng)。盡管耗資巨大的試驗(yàn)使他債臺(tái)高筑，但他沒(méi)有在困難面前怯步，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)布萊克知道瓦特的奮斗目標(biāo)和困難處境時(shí)，他把瓦特介紹給了自己一個(gè)十分富有的朋友--化工技師羅巴克。

　　當(dāng)時(shí)羅巴克是一個(gè)十分富有的企業(yè)家，他在蘇格蘭的卡隆開(kāi)辦了第一座規(guī)模較大的煉鐵廠。雖然當(dāng)時(shí)羅巴克已近50歲，但對(duì)科學(xué)技術(shù)的新發(fā)明仍然傾注著極大的熱情。他對(duì)當(dāng)時(shí)只有三十來(lái)歲的瓦特的新裝置很是贊許，當(dāng)即與瓦特簽訂合同，贊助瓦特進(jìn)行新式蒸汽機(jī)的試制。

　　從1766年開(kāi)始，在三年多的時(shí)間里，瓦特克服了在材料和工藝等各方面的困難，終于在1769年制出了第一臺(tái)樣機(jī)。同年，瓦特因發(fā)明冷凝器而獲得他在革新紐可門(mén)蒸汽機(jī)的過(guò)程中的第一項(xiàng)專(zhuān)利。第一臺(tái)帶有冷凝器的蒸汽機(jī)雖然試制成功了，但它同紐可門(mén)蒸汽機(jī)相比，除了熱效率有顯著提高外，在作為動(dòng)力機(jī)來(lái)帶動(dòng)其他工作機(jī)的性能方面仍未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。就是說(shuō)，瓦特的這種蒸汽機(jī)還是無(wú)法作為真正的動(dòng)力機(jī)。

　　拓展：簡(jiǎn)介

　　詹姆斯•瓦特(1736年～1819年)是英國(guó)著名的發(fā)明家，是第一次工業(yè)革命時(shí)的重要人物。1776年制造出第一臺(tái)有實(shí)用價(jià)值的蒸汽機(jī)。這種蒸汽機(jī)以后又經(jīng)過(guò)一系列重大改進(jìn)，成為了“萬(wàn)能的原動(dòng)機(jī)”，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。瓦特開(kāi)辟了人類(lèi)利用能源的新時(shí)代，標(biāo)志著工業(yè)革命的開(kāi)始。后人為了紀(jì)念這位偉大的發(fā)明家，把功率的單位定為“瓦特”。

　　實(shí)際上瓦特并不是第一個(gè)發(fā)明蒸汽機(jī)的人。公元1世紀(jì)，亞歷山大•希羅曾設(shè)計(jì)過(guò)類(lèi)似的機(jī)器。1698年，湯姆斯•薩威利獲得了用蒸汽機(jī)抽水的專(zhuān)利權(quán)。1712年英國(guó)人湯姆斯•牛考門(mén)獲得了稍加改進(jìn)的蒸汽機(jī)的專(zhuān)利權(quán)。?？奸T(mén)蒸汽機(jī)效率非常低，只能用于煤礦排水。

　　1764年，瓦特在修理一臺(tái)?？奸T(mén)蒸汽機(jī)時(shí)，就對(duì)這種機(jī)器發(fā)生了興趣。瓦特所做的第一項(xiàng)重大革新就是增加一個(gè)獨(dú)立的凝汽室，并于1769年獲得專(zhuān)利權(quán)。他還使蒸汽缸與外界絕緣，又于1782年發(fā)明了雙動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。連同一些較小的革新一起，這些發(fā)明使蒸汽機(jī)的效率至少提高了四倍。1781年，瓦特還發(fā)明了一套齒輪，從而使蒸汽機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變換成為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這套齒輪使蒸汽機(jī)的用途更加廣泛。瓦特又發(fā)明了自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的離心式調(diào)速器(1788年)、壓力計(jì)(1790年)、計(jì)數(shù)器、示功器、節(jié)流閥以及許多其他儀器。

　　瓦特本人沒(méi)有很好的經(jīng)商頭腦。但是他在1775年同一個(gè)非常能干的商人、工程師馬婁•布爾頓合股成立了瓦特—布爾頓公司。該公司生產(chǎn)了大量的蒸汽機(jī)，他們倆也都成了富翁。

　　1800年，瓦特的專(zhuān)利與布爾頓的合作到期，他于同年退休。但他們的合作延續(xù)到下一代，馬修•布爾頓與小詹姆斯•瓦特繼續(xù)合作，同時(shí)吸收了威廉•默多克為合伙人，保證了公司的持續(xù)成功。

　　瓦特退休后曾與他的第二任妻子到法國(guó)與德國(guó)旅行，并且在威爾士購(gòu)買(mǎi)了一所住宅。1819年8月25日，83歲的瓦特于英國(guó)斯塔福德郡漢茲沃斯的家中去世。

　　在瓦特的訃告中，對(duì)他發(fā)明的蒸汽機(jī)有這樣的贊頌：“它武裝了人類(lèi)，使虛弱無(wú)力的雙手變得力大無(wú)窮，健全了人類(lèi)的大腦以處理一切難題。它為機(jī)械動(dòng)力在未來(lái)創(chuàng)造奇跡打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，將有助并報(bào)償后代的勞動(dòng)。”

　　改良后的蒸汽機(jī)生產(chǎn)推廣

　　由于瓦特的這種蒸汽機(jī)仍不夠理想，銷(xiāo)路并不廣。當(dāng)瓦特繼續(xù)進(jìn)行探索時(shí)，羅巴克本人已瀕于破產(chǎn)，他又把瓦特介紹給了自己的朋友、工程師兼企業(yè)家博爾頓，以便瓦特能得到贊助繼續(xù)進(jìn)行他的研制工作。博爾頓當(dāng)時(shí)經(jīng)四十多歲，是位能干的工程師和企業(yè)家。他對(duì)瓦特的創(chuàng)新精神表示贊賞，并愿意贊助瓦特。博爾頓經(jīng)常參加社會(huì)活動(dòng)，他是當(dāng)時(shí)伯明翰地區(qū)著名的科學(xué)社團(tuán)“圓月學(xué)社”的主要成員之一。參加這個(gè)學(xué)社的大多都是本地的一些科學(xué)家、工程師、學(xué)者以及科學(xué)愛(ài)好者。經(jīng)博爾頓的介紹，瓦特也參加了圓月學(xué)社。在圓月學(xué)社活動(dòng)期間，由于與化學(xué)家普列斯特列等交往，瓦特對(duì)當(dāng)時(shí)人們關(guān)注的氣體化學(xué)與熱化學(xué)有了更多的了解，為他后來(lái)參加水的化學(xué)成分的爭(zhēng)論奠定了基礎(chǔ)。更重要的是，圓月學(xué)社的活動(dòng)使瓦特進(jìn)一步增長(zhǎng)了科學(xué)見(jiàn)識(shí)，活躍了科學(xué)思想。瓦特自與博爾頓合作之后即在資金、設(shè)備、材料等方面得到大力支持。瓦特又生產(chǎn)了兩臺(tái)帶分離冷凝器的蒸汽機(jī)，由于沒(méi)有顯著的改進(jìn)，這兩臺(tái)蒸汽機(jī)并沒(méi)有得到社會(huì)的關(guān)注。這兩臺(tái)蒸汽機(jī)耗資巨大，使博爾頓也瀕臨破產(chǎn)，但他仍然給瓦特以慷慨的贊助。在他的支持下，瓦特以百折不撓的毅力繼續(xù)研究。自1769年試制出帶有分離冷凝器的蒸汽機(jī)樣機(jī)之后，瓦特就已看出熱效率低已不是他的蒸汽機(jī)的主要弊病，而活塞只能作往返的直線運(yùn)動(dòng)才是它的根本局限。1781年，瓦特仍然在參加圓月學(xué)社的活動(dòng)，也許在聚會(huì)中會(huì)員們提到天文學(xué)家赫舍爾在當(dāng)年發(fā)現(xiàn)的天王星以及由此引出的行星繞日的圓周運(yùn)動(dòng)啟發(fā)了他，也許是鐘表中的齒輪的圓周運(yùn)動(dòng)啟發(fā)了他。他想到了把活塞往返的直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)就可以使動(dòng)力傳給任何工作機(jī)。同年，他研制出了一套被稱(chēng)為“太陽(yáng)和行星”的齒輪聯(lián)動(dòng)裝置，終于把活塞的往返的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了使輪軸的旋軸增加慣性，從而使圓周運(yùn)動(dòng)更加均勻，瓦特還在輪軸上加裝了一個(gè)火飛輪。由于對(duì)傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)的這一重大革新，瓦特的這種蒸汽機(jī)才真正成為了能帶動(dòng)一切工作及的動(dòng)力機(jī)。1781年底，瓦特以發(fā)明帶有齒輪和拉桿的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置獲得第二個(gè)專(zhuān)利。

　　由于這種蒸汽機(jī)加上了輪軸和飛輪，這時(shí)的蒸汽機(jī)在把活塞的往返直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檩嗇S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，多消耗了不少能量。這樣，蒸汽機(jī)的效率不是很高，動(dòng)力不是很大。為了進(jìn)一步提高蒸汽機(jī)的效率，增大蒸汽機(jī)的效率，瓦特在發(fā)明齒輪聯(lián)動(dòng)裝置之后，對(duì)汽缸本身進(jìn)行了研究，他發(fā)現(xiàn)，他雖然把紐可門(mén)蒸汽機(jī)的內(nèi)部冷凝變成了外部冷凝，使蒸汽機(jī)的熱效率有了顯著提高，但他的蒸汽機(jī)中蒸汽推動(dòng)活塞的沖程工藝與紐可門(mén)蒸汽機(jī)沒(méi)有不同。兩者的蒸汽都是單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，從一端進(jìn)入、另一端出來(lái)。他想，如果讓蒸汽能夠從兩端進(jìn)入和排出，就可以讓蒸汽即能推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)又能推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。那末，他的效率就可以提高一倍。1782年，瓦特根據(jù)這一設(shè)想，試制出了一種帶有雙向裝置的新汽缸。由此瓦特獲得了他的第三項(xiàng)專(zhuān)利。把原來(lái)的單項(xiàng)汽缸裝置改裝成雙向汽缸，并首次把引入汽缸的蒸汽由低壓蒸汽變?yōu)楦邏赫羝?，這是瓦特在改進(jìn)紐可門(mén)蒸汽機(jī)的過(guò)程中的第三次飛躍。通過(guò)這三次技術(shù)飛躍，紐可門(mén)蒸汽機(jī)完全演變?yōu)榱送咛卣羝麢C(jī)。

　　從最初接觸蒸汽技術(shù)到瓦特蒸汽機(jī)研制成功，瓦特走過(guò)了二十多年的艱難歷程。瓦特雖然多次受挫、屢遭失敗，但他仍然堅(jiān)持不懈、百折不回，終于完成了對(duì)紐可門(mén)蒸汽機(jī)的三次革新。使蒸汽機(jī)得到了更廣泛的應(yīng)用，成為改造世界的動(dòng)力。

　　改良后的蒸汽機(jī)歷史貢獻(xiàn)

　　對(duì)蒸汽機(jī)的重要性無(wú)論怎樣估計(jì)都不為過(guò)分。當(dāng)然在工業(yè)革命中出現(xiàn)了許多其他發(fā)明，如在采礦，冶煉和許多工業(yè)機(jī)械等方面都有所發(fā)明。其中的幾項(xiàng)發(fā)明如滑輪梭子(約翰·凱，1733年)和勒尼紡紗機(jī)(詹姆斯·哈格瑞夫斯法，1764年)皆出在瓦特著手之前。其他發(fā)明中的大多數(shù)只代表了小改小革，沒(méi)有哪一項(xiàng)能單獨(dú)地對(duì)工業(yè)革命起舉足輕重的作用。然而蒸汽機(jī)則不同，它起著關(guān)鍵性的作用，沒(méi)有它，工業(yè)革命就會(huì)面目全非。在它之前雖然風(fēng)車(chē)和水輪有一定的用途，但是主要的動(dòng)力源一向是人的肌體，這個(gè)因素嚴(yán)重地限制了工業(yè)生產(chǎn)力。隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明，這條限制消除了?，F(xiàn)在有了可供生產(chǎn)使用的巨大能量，生產(chǎn)也就隨之有了巨大的增長(zhǎng)。1973年禁運(yùn)石油使我們認(rèn)識(shí)到缺乏能量會(huì)多么嚴(yán)重地阻礙工業(yè)的發(fā)展，這個(gè)經(jīng)歷會(huì)使我們粗淺地認(rèn)識(shí)到瓦特的發(fā)明對(duì)工業(yè)革命的重要意義。

　　蒸汽機(jī)除了作為工廠動(dòng)力來(lái)源外，還有許多其他重要的應(yīng)用。1783年馬貴斯·朱費(fèi)羅伊·達(dá)班斯成功地使用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)船的航行。1804年理查德，特利維西克制造出第一臺(tái)蒸汽機(jī)車(chē)。不過(guò)這兩種機(jī)型從經(jīng)濟(jì)上來(lái)看都不是成功的。然而數(shù)十年之內(nèi)，輪船和鐵路使水陸交通都發(fā)生了革命。