Уатт вмонтировал в крышку котла трубочку диаметром около 8,5 мм с плотно пригнанным поршнем внутри и трёхходовом краном, который мог подавать пар в трубочку, перекрывать эту подачу, а также выпускать пар из трубочки. Подавая пар в трубочку под поршень, Уатт мог поднять поршень вместе с подвешенным к нему грузом. Уатт наращивал груз до 6 кг, т.е. доводил давление пара примерно до 12 атмосфер. "Но я, -пишет Уатт, -вскоре отказался от идеи построить машину по этому принципу, так как вследствие своей непрочности она обладала бы теми же недостатками, что и машина Севери, т.е. ей постоянно угрожала бы опасность взрыва котла. Соединения также было бы трудно сделать непроницаемыми, и значительная часть энергии пара терялась бы вследствие того, что под поршнем не образовывалось бы вакуума, облегчающего поршню движение вниз".(3)
Зимой 1763 – 1764 гг. Уатту пришлось ремонтировать небольшую действующую модель паровой машины Ньюкомена. По просьбе проф. физики Андерсена Уатт должен был исправить небольшую поломку, чтобы демонстрировать модель в физической аудитории.
Поломка была исправлена, однако модель не заработала, хотя и была точной копией одной заводской машины, выполненной в соотношении 1 к 10. В лучшем случае модель делала одно – два движения и останавливалась. Уатт силился понять причину этого, но не мог. Всё было исправно, все размеры выдержаны в соотношении 1 к 10, тем не менее, модель не работала. К кому бы Уатт ни обращался, никто не мог объяснить, почему это происходит.
Причина заключалась в недостатке мощности парового котла и цилиндра. В 10 раз уменьшались линейные размеры модели, но при этом её поверхности, в том числе площадь сечения цилиндра уменьшалась в 100 раз, а объёмы котла , топки и цилиндра в 1000 раз. Однако понятия мощности, а также теории моделирования тогда ещё не существовало.
Уатт так и не понял подлинной причины недееспособности модели, однако в поисках её он серьёзно занялся изучением пара, что привело его к другому важному открытию – к созданию конденсатора пара.
Узнав о затруднениях Уатта с моделью паровой машины, доктор Блэк показал ему только что опубликованную свою статью о природе пара. В ней Блэк критиковал "теорию влажного воздуха, растворённого в воде" и вплотную подходил к правильному пониманию процесса парообразования.
Под впечатлением этой статьи и приведённых в ней опытов Уатт решил заняться изучением конденсации пара. Сначала он проводил опыты с целью выяснения связи между конденсацией пара и безвоздушным пространством. Он заметил, что, попадая в безвоздушное пространство, пар сразу же превращается в воду, конденсируется; но скоро в этом безвоздушном пространстве появляется воздух, и оно перестаёт быть безвоздушным. Получить в котле пар, который не содержал бы воздуха, не удавалось.
Затем Уатт стал изучать зависимость между давлением пара и его температурой. Ему удалось установить, что в замкнутом пространстве температура пара везде одинакова и всегда равняется по наиболее холодному участку этого пространства. Далее он заметил, что при более высоком давлении пара его температура выше, и более упругий пар оказывается более горячим.
Если вам понравилась книга, поддержите автора, купив полную версию по ссылке ниже.
Продолжить чтение
