Уатт и Кулибин - страница 5

По данным Смитона, выдающегося инженера той эпохи, который сам внёс большой вклад в совершенствование паровой машины, в Великобритании к 60-м годам XVIII в. работало 130 машин Ньюкоменовской конструкции, в том числе в каменноугольных копях Нью-Кестля – 60, в других каменноугольных копях – 10, в медных рудниках Корнуэлса – 30, на лондонских водопроводных устройствах – 10, в судоремонтных доках – 20. 10 ньюкоменовских машин было вывезено в другие страны.1 Их применение позволило вдвое увеличить глубину английских шахт и рудников.

1 См. Конфедератов И. С. Джеймс Уатт – изобретатель паровой машины. М: изд. АН СССР, 1968. С. 194.

Это значит, что ньбюкоменовские машины увели английскую горнодобывающую промышленность на такую глубину, откуда возвратиться к средневековой технике откачки подземных вод было уже невозможно.

Почему же паровая машина возникла именно в Англии, а не где-нибудь в другой стране? Главная причина состоит в том, что в Англии была широко развита каменноугольная промышленность, чего не было в других странах. Только наличие дешёвого, а иногда просто дарового каменного угля позволило выгодно использовать первые паровые машины – насос Севери, у которого к.п.д. был равен 0,2% и паровую машину Ньюкомена с к.п.д. в 0,3%.

2. Тривальд, Смитон и Уатт -

два основных пути совершенствования техники

На Британских островах залежи полезных ископаемых часто начинаются сразу под почвой и уходят вглубь земли на невероятную глубину. Каменный уголь, медь, железо, олово и другие руды были открыты здесь ещё в раннем средневековье и даже в римскую эпоху. Тогда их можно было добывать с помощью ручной техники, и промышленность ещё тогда стала важнейшим источником жизненных средств для населения Британских островов.

Затем истощились леса, и англичанам пришлось более ста лет мучиться, чтобы перевести чёрную металлургию на минеральное топливо. В это же время шахты и рудники настолько углубились в недра земли, что их стало заливать водой, а запасы каменного угля и руд нисколько не истощались. Приходилось шаг за шагом наращивать мощности водоотливных устройств, чтобы продвигаться вглубь земли вслед за скрывающимися в подземных водах сокровищами. В других странах месторождения полезных ископаемых, известные в ту пору, обычно заканчивались на небольшой глубине. Поэтому там вопрос об увеличении мощности водоотливной техники не стоял так остро, как в Великобритании.

В начале 60х годов XVIII в. английские шахтовладельцы снова оказались накануне разорения. Водоотливная техника снова не справлялась с удалением подземных вод, хотя в шахтах по-прежнему оставались несметные запасы каменного угля и руд. Стало ясно, что повысить мощность насосов можно только на пути дальнейшего применения силы пара.

К этому же времени паровая машина Ньюкомена постепенно нашла применение не только в угольных копях, где стоимость топлива и количество его расходования паровой машиной не имело существенного значения, но и в других отраслях, где каменный уголь приходилось покупать. Поэтому, чем шире применялась эта машина, тем острее вставал вопрос об её экономичности.

Обе эти проблемы – необходимость повышения мощности и экономичности паровой машины широко обсуждались изобретателями, инженерами и учёными. Многие брались за их решение. Мы остановимся на Тривальде, Смитоне и Уатте.

М. Тривальд был широко известным учёным середины XVIII в. Его можно назвать даже модным учёным, потому что он придерживался весьма распространённых, но ошибочных взглядов того времени на природу тепла и пара. Он считал, что в горючих веществах содержится некий флогистон (теплород), который освобождается в процессе горения и распространяется, создавая тепло. Пар М. Тривальд считал влажным воздухом, распространённым в воде в огромных количествах. Исходя из таких воззрений, он разработал проект, по которому в Даннеморских рудниках (Швеция) была построена самая большая паровая машина Ньюкомена. Тривальд считал, что она будет самой мощной машиной, поскольку имеет самый мощный диаметр поршня. Однако машину не удалось даже запустить в действие. Она имела сравнительно небольшой котёл и, вопреки уверениям Тривальда "влажного воздуха" (пара) в небольшом котле оказалось совершенно недостаточно, чтобы наполнить громадный цилиндр, и машина не смогла работать.