• سمانه مطهری
• عمومی
• آوریل 10, 2022
• 16 دسامبر 2023

بیوگرافی جیمز وات‌

جیمز وات، (متولد ۱۹ ژانویه ۱۷۳۶، گرینوک، رنفروشایر، اسکاتلند – درگذشته ۲۵ اوت ۱۸۱۹، هیثفیلد هال، نزدیک بیرمنگام، وارویک، انگلستان)، سازنده و مخترع اسکاتلندی که موتور بخار او کمک قابل توجهی به انقلاب صنعتی کرد. وات همچنین به دلیل ثبت اختراع موتور دو اثره و یک لوکوموتیو بخار اولیه شناخته شده بود. او در سال 1785 به عضویت انجمن سلطنتی لندن انتخاب شد.

جیمز وات یک مخترع و مهندس مکانیک بود که پیشرفت‌های او در فناوری موتور بخار باعث انقلاب صنعتی شد. وات موتور بخار را اختراع نکرد. موتورهای بخار قبلاً وجود داشتند که عمدتاً برای پمپاژ آب از معادن استفاده می شدند. او تغییرات مهمی در طراحی ایجاد کرد، کارایی را افزایش داد و کارکرد موتورهای بخار را ارزان‌تر کرد.

جیمز وات در سال 1736 در گرینوک به دنیا آمد. او کودک سالمی نبود و در بیشتر سال های اولیه خود در خانه تحصیل می کرد. در ادامه با ما همراه باشید تا با جیمز وات بیشتر اشنا شوید.

تحصیلات جیمز وات

پدر وات، خزانه دار و قاضی گرینوک، یک تجارت موفق کشتی سازی و خانه سازی را اداره می کرد. وات که کودکی ظریف بود، مدتی در خانه توسط مادرش آموزش دید. بعدها، در مدرسه گرامر، لاتین، یونانی و ریاضیات را آموخت. منبع بخش مهمی از تحصیلات او کارگاه های پدرش بود، جایی که او با ابزار، نیمکت و آهنگر خود، مدل هایی (مانند جرثقیل ها و اندام های بشکه ای) می ساخت و با سازهای کشتی آشنا می شد.

وات در سن 17 سالگی تصمیم گرفت که سازنده ابزار ریاضی باشد، ابتدا به گلاسکو رفت، جایی که یکی از بستگان مادرش در دانشگاه تدریس می کرد و سپس در سال 1755 به لندن رفت، جایی که استادی را پیدا کرد تا او را آموزش دهد.

اگرچه سلامتی او در عرض یک سال از بین رفت، اما در آن زمان به اندازه کافی یاد گرفته بود که «به خوبی کار کند.» در بازگشت به گلاسکو، سال 1757 در دانشگاه مغازه ای باز کرد و ابزارهای ریاضی (مانند ربع، قطب نما، ترازو) ساخت.

او با دانشمندان زیادی آشنا شد و با شیمیدان و فیزیکدان بریتانیایی جوزف بلک که مفهوم گرمای نهان را توسعه داد، دوست شد. سال 1764 با دختر عمویش مارگارت میلر ازدواج کرد که قبل از مرگ او نه سال بعد، شش فرزند برای او به دنیا آورد.

موتور جیمز وات

هنگام تعمیر یک موتور بخار مدل نیوکومن سال 1764، وات تحت تأثیر هدر رفتن بخار آن قرار گرفت. در ماه مه 1765، پس از مبارزه با مشکل بهبود آن، ناگهان به یک راه حل رسید. کندانسور جداگانه، اولین و بزرگترین اختراع او بود.

وات متوجه شده بود که از دست دادن گرمای نهان (گرمای دخیل در تغییر حالت یک ماده  مثلا جامد یا مایع) بدترین نقص موتور نیوکومن است. بنابراین تراکم باید در محفظه ای متمایز از سیلندر انجام شود، به آن متصل است. اندکی پس از آن، او با جان روباک، پزشک، شیمیدان و مخترع بریتانیایی، بنیانگذار کارخانه کارون، ملاقات کرد و از او خواست موتوری بسازد.

او پس از ساخت یک موتور آزمایشی کوچک با کمک وام های جوزف بلک، سال 1768 با او شراکت کرد. سال بعد وات حق اختراع معروف “روش جدید اختراع شده برای کاهش مصرف بخار و سوخت در ماشین های آتش نشانی” را گرفت.

در همین حال، وات سال 1766 نقشه بردار زمین شد. برای هشت سال بعد، او به طور مداوم مشغول تعیین مسیر کانال‌ ها در اسکاتلند بود، کاری که مانع از پیشرفت بیشتر او با موتور بخار شد. پس از ورشکستگی Roebuck سال 1772، سازنده و مهندس انگلیسی متیو بولتون، سازنده Soho Works در بیرمنگام، سهمی از حق اختراع Watt را به دست گرفت. وات که از نقشه برداری و اسکاتلند خسته شده بود، سال 1774 به بیرمنگام مهاجرت کرد.

اقدامات او چه بود؟

پس از تمدید حق اختراع وات توسط یک قانون پارلمان، او و بولتون سال 1775 شراکتی را آغاز کردند که 25 سال به طول انجامید. حمایت مالی بولتون پیشرفت سریع موتور را ممکن کرد. سال 1776 دو موتور نصب شد. یکی برای پمپاژ آب در یک کارخانه استافوردشایر، دیگری برای دمیدن هوا در کوره های صنعتگر بریتانیایی جان ویلکینسون، استاد آهن معروف بود.

آن سال وات دوباره ازدواج کرد. همسر دومش، آن مک گرگور، دو فرزند دیگر برای او به دنیا آورد. در طول پنج سال بعد، تا سال 1781، وات دوره های طولانی را در کورنوال گذراند، جایی که او موتورهای پمپاژ متعددی را برای معادن مس و قلع نصب و نظارت کرد که مدیران آنها می خواستند هزینه سوخت را کاهش دهند. وات، که تاجری نبود، مجبور بود برای به دست آوردن حق امتیاز کافی روی موتورهای جدید، چانه زنی های مشتاقانه را تحمل کند.

در سال 1780 او از نظر مالی خوب بود، اگرچه بولتون هنوز مشکلاتی برای افزایش سرمایه داشت. در سال بعد، بولتون، با پیش‌بینی بازار جدیدی در کارخانه‌های ذرت، مالت و پنبه، وات را ترغیب کرد که یک حرکت چرخشی برای موتور بخار اختراع کند تا جایگزین حرکت رفت و برگشتی اصلی شود.

اختراعات

سال 1782، در اوج قدرت اختراع خود، او اختراع موتور دوگانه را به ثبت رساند که در آن پیستون هم فشار می‌داد و هم می‌کشید. موتور نیاز به روش جدیدی برای اتصال صلب پیستون به تیر داشت. او این مشکل را در سال 1784 با اختراع خود در حرکت موازی حل کرد.

چیدمان میله های متصل که میله پیستون را در یک حرکت عمودی هدایت می کند که او آن را به عنوان “یکی از هوشمندانه ترین و ساده ترین قطعات مکانیزمی توصیف کرد. چهار سال بعد با استفاده از گاورنر گریز از مرکز برای کنترل خودکار سرعت موتور، به پیشنهاد بولتون، و سال 1790 اختراع فشارسنج او، عملاً موتور وات را تکمیل کرد.

تقاضا برای موتور او به سرعت از کارخانه های کاغذ، کارخانه های آرد، کارخانه های پنبه، کارخانه های آهن، کارخانه های تقطیر، کانال ها و کارخانه های آب تامین شد. سال 1790 وات مردی ثروتمند بود که در 11 سال 76000 پوند حق امتیاز از پتنت های خود دریافت کرد.

با این حال، موتور بخار تمام توجه او را به خود جلب نکرد. او یکی از اعضای انجمن قمری در بیرمنگام بود، گروهی از نویسندگان و دانشمندان که مایل به پیشرفت علوم و هنر بودند. وات روی استحکام مواد آزمایش کرد و اغلب درگیر مراحل قانونی برای محافظت از حق اختراع خود بود.