Steam industriālajā revolūcijā

MPI / Getty Images

Tvaika dzinējs, ko izmanto atsevišķi vai kā vilciena daļu, ir ikonisks industriālās revolūcijas izgudrojums. Eksperimenti septiņpadsmitajā gadsimtā līdz deviņpadsmitā gadsimta vidum pārvērtās par tehnoloģiju, kas darbināja milzīgas rūpnīcas, ļāva veikt dziļākas raktuves un pārcēla transporta tīklu.

Rūpnieciskā jauda pirms 1750. gada

Pirms 1750. gada, tradicionālais patvaļīgais sākuma datums industriālā revolūcija , lielākā daļa Lielbritānijas un Eiropas nozaru bija tradicionālas un paļāvās uz ūdeni kā galveno enerģijas avotu. Tā bija vispāratzīta tehnoloģija, izmantojot straumes un ūdensratus, un tā bija gan pārbaudīta, gan plaši pieejama Lielbritānijas ainavā. Bija lielas problēmas, jo bija jāatrodas piemērota ūdens tuvumā, kas varēja novest jūs uz izolētām vietām, un tam bija tendence sasalt vai izžūt. No otras puses, tas bija lēti. Ūdens bija ļoti svarīgs arī transportam, upēm un piekrastes tirdzniecībai. Dzīvnieki tika izmantoti gan elektroapgādei, gan transportēšanai, taču to uzturēšana bija dārga to barības un aprūpes dēļ. Lai notiktu strauja industrializācija, bija nepieciešami alternatīvi enerģijas avoti.

Steam attīstība

Septiņpadsmitajā gadsimtā cilvēki bija eksperimentējuši ar tvaika dzinējiem kā risinājumu jaudas problēmas , un 1698. gadā Tomass Saverijs izgudroja savu “Machine for Raising Water by Fire”. Tas tika izmantots Kornvolas skārda raktuvēs, un tas sūknēja ūdeni ar vienkāršu kustību uz augšu un uz leju, kam bija tikai ierobežots lietojums un ko nevarēja izmantot iekārtās. Tam bija arī tendence eksplodēt, un tvaika attīstību aizkavēja patents, Savery tika turēts trīsdesmit piecus gadus. 1712. gadā Tomass Ņūkomens izstrādāja cita veida dzinēju un apieta patentus. To pirmo reizi izmantoja Stafordšīras ogļraktuvēs, tai bija lielākā daļa veco ierobežojumu, un to ekspluatācija bija dārga, taču tai bija izteikta priekšrocība, ka tā netika uzspridzināta.

Astoņpadsmitā gadsimta otrajā pusē nāca izgudrotājs Džeimss Vats , cilvēks, kurš balstījās uz citu attīstību un kļuva par galveno tvaika tehnoloģiju veicinātāju. 1763. gadā Watt pievienoja atsevišķu kondensatoru Newcomen dzinējam, kas taupīja degvielu; šajā periodā viņš strādāja ar cilvēkiem, kas saistīti ar dzelzs ražošanas nozari. Tad Vats sadarbojās ar bijušo rotaļlietu ražotāju, kurš bija mainījis profesiju. 1781. gadā Vats, bijušais rotaļlietu vīrietis Bultons un Mērdoks uzbūvēja “rotācijas tvaika dzinēju”. Tas bija galvenais sasniegums, jo to varēja izmantot mašīnu darbināšanai, un 1788. gadā tika uzstādīts centrbēdzes regulators, lai dzinējs darbotos vienmērīgā ātrumā. Tagad bija alternatīvs enerģijas avots plašākai nozarei, un pēc 1800. gada sākās tvaika dzinēju masveida ražošana.

Ņemot vērā Steam reputāciju revolūcijā, par kuru tradicionāli tiek teikts, ka tā norisinās no 1750. gada, steam tika pieņemts salīdzinoši lēni. Liela daļa industrializācijas bija notikusi jau pirms tvaika enerģijas izmantošanas, un bez tās daudz kas bija pieaudzis un uzlabojies. Sākotnēji izmaksas bija viena faktora, kas aizkavēja dzinējus, jo rūpnieki izmantoja citus enerģijas avotus, lai samazinātu palaišanas izmaksas un izvairītos no lieliem riskiem. Dažiem rūpniekiem bija konservatīva attieksme, kas tikai lēnām pārvērtās par tvaiku. Varbūt vēl svarīgāk ir tas, ka pirmie tvaika dzinēji bija neefektīvi, izmantoja daudz ogļu, un, lai pareizi darbotos, bija vajadzīgas liela mēroga ražošanas iekārtas, savukārt liela daļa rūpniecības bija maza mēroga. Pagāja laiks (līdz 1830./40. gadiem), līdz ogļu cenas kritās un rūpniecība kļuva pietiekami liela, lai tai būtu nepieciešams vairāk enerģijas.

Tvaika ietekme uz tekstilizstrādājumiem

The tekstilrūpniecība bija izmantojuši daudzus dažādus enerģijas avotus, sākot no ūdens un beidzot ar cilvēku daudzajiem sadzīves sistēmas strādniekiem. Pirmā rūpnīca tika uzcelta astoņpadsmitā gadsimta sākumā un izmantoja ūdens enerģiju, jo tajā laikā tekstilizstrādājumus varēja ražot tikai ar nelielu enerģijas daudzumu. Izplešanās izpaudās kā ūdensriteņu paplašināšanās vairākās upēs. Kad kļuva iespējamas ar tvaiku darbināmas iekārtas, c. 1780. gads, tekstilizstrādājumi sākotnēji lēni pieņēma tehnoloģiju, jo tā bija dārga un prasīja augstas sākuma izmaksas un radīja problēmas. Tomēr laika gaitā tvaika izmaksas samazinājās un izmantošana pieauga. 1820. gadā ūdens un tvaika jauda kļuva vienmērīga, un 1830. gadā tvaiks bija krietni priekšā, radot lielu tekstilrūpniecības produktivitātes pieaugumu, jo tika izveidotas jaunas rūpnīcas.

Ietekme uz oglēm un dzelzi

The ogles , dzelzs un tērauda rūpniecība revolūcijas laikā savstarpēji stimulēja viena otru. Bija acīmredzama vajadzība pēc oglēm, lai darbinātu tvaika dzinējus, taču šie dzinēji ļāva arī veikt dziļākas raktuves un lielāku ogļu ražošanu, padarot degvielu lētāku un tvaiku lētāku, tādējādi radot lielāku pieprasījumu pēc oglēm.

The dzelzs rūpniecība arī guva labumu. Sākumā tvaiks tika izmantots, lai atkārtoti sūknētu ūdeni rezervuāros, taču tas drīz attīstījās, un tvaiku izmantoja, lai darbinātu lielākas un labākas domnas, tādējādi palielinot dzelzs ražošanu. Rotācijas tvaika dzinējus varēja savienot ar citām dzelzs procesa daļām, un 1839. gadā pirmo reizi tika izmantots tvaika āmurs. Tvaiks un dzelzs bija saistīti jau 1722. gadā, kad Dārbijs, dzelzs magnāts, un Ņūkomens strādāja kopā, lai uzlabotu dzelzs kvalitāti tvaika dzinēju ražošanā. Labāks gludeklis nozīmēja precīzāku tvaika inženieriju. Vairāk par oglēm un dzelzi.

Tvaika dzinēja nozīme

Tvaika dzinējs varētu būt industriālās revolūcijas ikona, bet cik svarīgi tas bija šajā pirmajā industriālajā posmā? Vēsturnieki, piemēram, Dīns, ir teikuši, ka dzinējam sākotnēji bija maza ietekme, jo tas bija piemērojams tikai liela mēroga rūpnieciskiem procesiem un līdz 1830. gadam lielākā daļa bija maza mēroga. Viņa piekrīt, ka dažas nozares to izmantoja, piemēram, dzelzs un ogles, bet kapitālieguldījumi lielākajai daļai kļuva vērtīgi tikai pēc 1830. gada, jo aizkavējās dzīvotspējīgu dzinēju ražošana, augstās izmaksas sākumā un roku darba vienkāršība. pieņemts darbā un atlaists salīdzinājumā ar tvaika mašīnu. Pīters Matiass apgalvo gandrīz to pašu, taču uzsver, ka tvaiks joprojām ir jāuzskata par vienu no galvenajiem industriālās revolūcijas sasniegumiem, kas notika tuvu beigām, uzsākot otru ar tvaiku darbināmu fāzi.