Las primeras máquinas de vapor del mundo: la historia de su invención.

La máquina de vapor se convirtió en el primer motor mecánico para el que hubo una amplia aplicación práctica. Las primeras máquinas de vapor alternativas se utilizaron por primera vez en la producción en fábrica, y luego se pudieron conectar a ruedas y obtener máquinas autopropulsadas:

• barcos de vapor;
• locomotoras;
• tractores;
• coches.

Historia de la invención de la máquina de vapor.

El principio básico de funcionamiento de cualquier máquina de vapor es que la energía del vapor caliente se convierte en energía mecánica, que puede ser:

• recíproco;
• rotacional.

Y la energía mecánica resultante ya se puede utilizar para fines útiles. El principio de funcionamiento de una máquina de vapor era claro para los antiguos griegos, pero en la Edad Media la gente lo olvidó. Nuevamente, el interés en este problema revivió solo en el siglo XVII. El italiano Giovanni Branca propuso un modelo de su propia turbina de vapor en 1629. Pero debido a pérdidas de energía inaceptablemente grandes, esta primera máquina de vapor del mundo no encontró una aplicación práctica.

Máquina de vapor Denis Papin

Este francés, médico de formación, se mudó a Inglaterra en 1675, donde se destacó por una serie de inventos. Entonces, inventó la "caldera de Papenov", el prototipo de una caldera doble moderna. Papen pudo notar la relación entre el aumento de presión y el punto de ebullición de un líquido. Pudo construir una caldera hermética, donde se mantuvo una mayor presión. Como resultado de esto, el agua que contenía hirvió a una temperatura elevada y fue posible cocinar alimentos a temperaturas superiores a los 100 grados, lo que aceleró el proceso de cocción.

En vísperas de mudarse a Foggy Albion, Papin inventó un motor de pólvora. La pólvora que ardía en el cilindro empujó el pistón. Los gases en polvo resultantes se eliminaron a través de la válvula y los restantes se enfriaron, por lo que se produjo una ligera rarefacción en el cilindro y la presión de la atmósfera devolvió el pistón a su lugar.

A pesar de que la idea en sí misma prometía beneficios considerables, no trajo dividendos a su autor. El caso es que un poco antes, Savery (un mecánico inglés) patentó su bomba de vapor, que en ese momento era la única forma de utilizar una máquina de vapor. Dio la casualidad de que el inventor de la primera máquina de vapor, Denis Papin, murió en 1714 en Londres, siendo pobre y solitario.

El coche de Thomas Newcomen

Este inglés emprendedor pudo lograr grandes ganancias. Tenía 35 años cuando se creó la máquina Papin. Newcomen estudió cuidadosamente el legado de Papin y Savery y notó las deficiencias de ambos modelos y adoptó ideas sólidas. En colaboración con un especialista en plomería y vidrio D. Calli, Newcomen creó su primer modelo en 1712, continuando la historia de la creación de máquinas de vapor. Su trabajo básico se veía así:

• el diseño tenía un cilindro vertical con pistón (de Papin);
• el vapor se generaba en una caldera separada, que funcionaba según el principio de la invención de Savery;
• La hermeticidad del cilindro de vapor estaba asegurada por una piel apretada alrededor del pistón.

Al acumular presión, el dispositivo de Newcomen extrajo agua de las minas. Pero era muy voluminoso y extremadamente voraz con el carbón. Pero estas deficiencias no impidieron medio siglo de funcionamiento de este invento en las minas. Gracias a él, fue posible reactivar las minas que anteriormente estaban abandonadas debido a las inundaciones de aguas subterráneas. Pero dado que su máquina era una compilación de los primeros inventos, Newcomen no pudo obtener una patente para ella.

máquina de vatios

El paso decisivo lo dio el británico James Watt, gracias a cuyos esfuerzos apareció una primera máquina de vapor alternativa suficientemente potente y compacta. Como mecánico en la Universidad de Glasgow, en 1763 Watt se hizo cargo de la reparación de la máquina de vapor de Newcomen. Durante el proceso de reparación, se le ocurrió una forma de reducir su glotonería: su cilindro tenía que mantenerse caliente.

Pero era necesario resolver el problema de la condensación de vapor. Captó la solución al pasar por las lavanderías, el vapor brotaba de las tapas de sus calderas. Se dio cuenta de que el vapor es un gas, que debe colocarse en un cilindro con presión reducida. Logró un sistema de pistón-cilindro hermético envolviendo el primero con una cuerda de cáñamo engrasada, después de lo cual fue posible abandonar la presión atmosférica, un notable paso adelante.

Vídeo de la primera máquina de vapor de James Watt

Pero en vida, Watt tuvo menos suerte y tuvo que empeñar la patente por deudas. Después de 3 años, conoció a un rico industrial, Matthew Bolton, quien le compró a Watt sus patentes. Bajo su tutela, Watt volvió a trabajar. Ya en 1773, el nuevo modelo de Watt demostró en las pruebas un consumo de carbón mucho menor que el requerido por sus predecesores. Y un año después, Inglaterra comenzó la producción industrial de máquinas Watt. En 1781, Watt patentó una máquina de vapor que impulsaba máquinas industriales. Un poco más tarde, estas mismas tecnologías comenzaron a utilizarse para el movimiento de barcos y trenes, lo que supondrá una auténtica revolución técnica.

Máquina de vapor Polzunov

No menos querido para nosotros es Ivan Polzunov, el inventor ruso de la primera máquina de vapor, que pudo impulsar muchos mecanismos de trabajo. Además, hizo esta invención antes que White, en 1763, mientras trabajaba en las plantas mineras de Altai. Informó al jefe de las fábricas de su proyecto y recibió la aprobación de la capital para montar la unidad. A Polzunov se le ordenó construir una máquina grande.

Este trabajo tomó 21 meses, pero cuando estaba casi listo, la inventora tísica murió pocos días antes de sus primeras pruebas. La máquina de vapor de Polzunov podía funcionar de forma continua y automática. Esto se demostró como resultado de las pruebas realizadas en 1766 por los estudiantes de Polzunov. Un mes después, la máquina ya había comenzado a funcionar, no solo recuperando todos los costos de su creación, sino también generando ganancias para los propietarios.