瓦特蒸汽机的创造(三)
文章出处:物理资源 发布时间:2005-04-05
1765 年,瓦特经过改进后试制出的模型实验以后表明,蒸汽机的热效率比纽科门的蒸汽机提高4~6 倍,而耗煤量却节省四分之三。
1769 年,瓦特设计出可以“节约火力蒸汽机和燃料消耗”的分离冷凝器,并在这一年为他的这一划时代的发明获得了专利权。作为资本主义大工业动力机械的蒸汽机由此诞生了,工业革命由此成为可能。
让我们来比较一下瓦特改进的蒸汽机与纽科门的蒸汽机有什么根本上的区别。
纽科门的蒸汽机工作原理很简单,锅炉B 与汽缸C(同时也是冷凝场所)相通,当汽缸C 中充满蒸汽时,冲挤活塞P 向上移动,然后从水管W 处喷浇冷水,使汽缸冷却,蒸汽冷凝,活塞P 下降,带动和它上面相连的杠杆动作。
如此反复加热锅炉里的水以获得蒸汽,再通过W 不断浇喷冷水以使蒸汽冷凝。汽缸与冷凝器同在一个容器里,受潜热的影响(100℃的水变成100℃蒸汽所需的热和100℃的蒸汽冷凝为100℃的水时所释放的热),造成燃料的很大浪费而做功的效率很低。
再看瓦特改进的蒸汽机,锅炉B 与汽缸E 相通,汽缸E 中充满汽后通往冷凝器C,再从W 处向C 喷浇冷水使蒸汽冷却。冷凝器的充汽与冷凝带动与之相连的活塞P 上下运动,活塞P 再带动和上面相连的杠杆动作。这样汽缸与冷凝器分开,汽缸可以永远保持必须的高温,而单使蒸汽冷凝冷凝器可以不间断的工作。这样不但节省了大量的燃料,也可使蒸汽机的工作不再断断续续,节省了大量的时间,大大提高了效率。
瓦特和罗比森、布莱克这两位学者(罗比森后来也成为一位教授)的友谊非同一般。罗比森在他写的《蒸汽与蒸汽机》著作里曾记叙说,当他将瓦特引见给布莱克的时候,说起自己第一次见到青年瓦特时,就被瓦特的博学和智力敏捷所感动,还说:“我原本只希望找到一位工人,不曾想却碰到了一位哲学家。”罗比森还说:“每当我在工作中遇到疑难问题,就去找瓦特,无论什么问题,到了瓦特的手中,都会迎刃而解。”
至于瓦特,他对布莱克更是充满了尊敬和感激的心情,在他成名之后,他曾说:“我之所以能够有今天,多亏布莱克的巨大帮助。是他教给我物理学的理论和实验的。他始终是我的真正朋友和顾问。”有记载说,瓦特曾经用他那灵巧的双手,制造了一架小风琴送给布莱克,可见感情之深厚。
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