Pirmais virzuļdzinējs To 1690. gadā izstrādāja franču fiziķis Deniss Papīns, un tā galvenais mērķis bija sūknēt ūdeni. Lai gan Papina mašīna darbojās zem elementāra atmosfēras spiediens un tas nesaspieda ūdens tvaikus, kas padarīja to ierobežotu efektivitātes ziņā.
Vēlāk angļu inženieris Tomass Saverijs 1698. gadā uzlaboja šāda veida mehānismus, ļaujot to izmantot kalnrūpniecībā, lai sūknētu ūdeni no applūdušajām raktuvēm. Taču šiem dzinējiem joprojām bija problēmas ar uzticamību un jaudu. Tas bija 1712. gadā, kad Tomass Ņūkomens Viņš pilnveidoja šos sasniegumus ar saviem spēkiem atmosfēriskais dzinējs, ieviešot vertikālu cilindru un pretsvara virzuļa konstrukciju, kas mainīja tā izmantošanu kalnrūpniecībā un citos lietojumos.
Tehnoloģiskā evolūcija un Džeimsa Vata ierašanās
Mēģinot uzlabot esošās tvaika dzinējus, skotu inženieris Džeimss Vats Viņš guva lielus panākumus tvaika dzinēju projektēšanā, kad 1769. gadā viņš ierosināja atsevišķu kondensatoru, kas ir galvenais izgudrojums, kas palielina efektivitāti. Pirms Watt Newcomen mašīna zaudēja lielu daudzumu siltuma, kā rezultātā tika iztērēti ievērojami enerģijas zudumi. Vats šo problēmu atrisināja, atdalot iekārtas kondensācijas fāzi.
Viens no Watt ieviestajiem sasniegumiem bija fakts, ka papildus tvaika radītā vakuuma izmantošanai viņam izdevās panākt, ka spiediena tvaiks nospiež virzuli uz leju, kas palielināja jaudu, un līdz ar to moderns tvaika dzinējs.
Tvaika dzinējs un rūpnieciskā revolūcija
Tvaika dzinēja veiksmīgā pielietošana bija viens no lielākajiem impulsiem Rūpnieciskā revolūcija, kas aizsākās Anglijā 18. gadsimta vidū. Šis jaunais enerģijas avots ļāva eksponenciāli palielināt rūpniecisko preču ražošanu. Sākotnēji tvaika dzinēju izmantoja galvenokārt kalnrūpniecībā un ūdens sūknēšanai; Tomēr tā izmantošana drīz vien paplašinājās citās jomās, piemēram, transports un tekstilrūpniecība, radot revolūciju visās šajās jomās.
Lielisks progress lietošanā tvaika mašīna Tas bija transporta jomā, kur tika izstrādātas pirmās lokomotīves un tvaika kuģi. Tvaika dzinējs ļāva savienot attālos ģeogrāfiskos reģionus, atvieglojot izejvielu, rūpniecisko preču un cilvēku transportēšanu līdz šim neredzētā ātrumā. Tas ļāva 19. gadsimtā paplašināt industrializāciju visā Eiropā un citos kontinentos.
Vēlāk jauninājumi un rūpnieciskie pielietojumi
Tvaika dzinēju nepārtraukta uzlabošana visā 19. gadsimtā bija to izplatības atslēga. Viens no galvenajiem jauninājumiem bija izplešanās dzinējs, kas maksimāli izmantoja tvaiku, ļaujot tam pilnībā izplesties pirms izlaišanas, tādējādi samazinot degvielas patēriņu.
Vēl viens svarīgs sasniegums bija spēja pārvērst virzuļa taisnu kustību apļveida kustībā, kas ļāva vairākkārt izmantot tvaika dzinēju, sākot no stacionāriem rūpnieciskiem lietojumiem, piemēram, dzirnavām un tekstilrūpnīcām, līdz kuģu un vilcienu piedziņai. , demokratizējot transportu.
Līdz 19. gadsimta beigām tvaika enerģija tika pieņemta praktiski visās nozarēs un valstīs, kā rezultātā pat radās jaunas rūpniecības nozares, piemēram, ķīmiskā rūpniecība un tērauda un dzelzs masveida ražošana.
Tvaika dzinēja sociālā un ekonomiskā ietekme
Izstrāde un izmantošana tvaika mašīna Tam bija ne tikai tehniska, bet arī sociāla ietekme. Pilsētās ar tvaiku darbināmu rūpnīcu ieviešana izmainīja miljoniem cilvēku dzīvi. Pirms industriālās revolūcijas lielākā daļa iedzīvotāju strādāja lauksaimniecībā; Taču līdz ar jaunajām rūpnīcām ievērojama daļa lauku iedzīvotāju migrēja uz topošajiem rūpniecības centriem darba meklējumos. Tas izraisīja masveida urbanizāciju un palielināja mūsdienu sabiedrību sarežģītību.
Turklāt rūpnieciskās ražošanas pieaugums prasīja lielu daudzumu ogles darbināt mašīnas, kas radīja lielu pieprasījumu ogļu ieguvē. Šis uzplaukums dažus reģionus pārveidoja par liela mēroga kalnrūpniecības centriem.
Vēl viens svarīgs rezultāts bija pārmaiņas pasaules tirdzniecībā. Ar vilcieniem un tvaikoņiem attālumi tika saīsināti un produkciju varēja eksportēt uz attālākiem tirgiem, tādējādi radot savstarpēji saistītu globālo tirdzniecību.
Tvaika vecums un tā noriets
Neskatoties uz pozitīvo ietekmi vairāk nekā gadsimtu, tvaika dzinēja izmantošana sāka samazināties ap 1890. gadu, kad iekšdedzes dzinēji un elektrība sāka aizstāt tvaiku kā primāro enerģijas avotu. Tomēr tvaika dzinēja mantojums ir nenoliedzams, jo tas lika pamatu turpmākajām tehnoloģiskajām revolūcijām.
Pieaugums tvaika laikmets Tā bija atslēga ne tikai rūpnieciskajai revolūcijai, bet arī sabiedrības modernizācijai, uz visiem laikiem mainot veidu, kā mēs strādājam, ražojam un ceļojam. Tās ietekme joprojām ir jūtama daudzās mūsu izmantotajās tehnoloģijās.
Tvaika dzinējs ne tikai ļāva īsākā laikā saražot vairāk preču, bet arī bija būtisks svarīgu infrastruktūru, piemēram, dzelzceļu un lielo nozaru attīstībai, un līdz ar to iezīmēja masveida ražošanas sākumu. Šis jauninājums, bez šaubām, bija dzinējspēks, kas virzīja cilvēci uz jaunu industriālo un tehnoloģiju laikmetu.