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Les premières machines à vapeur au monde : l’histoire de leur invention

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La machine à vapeur est devenue le premier moteur mécanique pour lequel il y avait une large application pratique. Les premières machines à vapeur alternatives ont d’abord été utilisées dans la production en usine, puis elles ont pu être connectées à des roues et obtenir des machines automotrices :

  • bateaux à vapeur;
  • locomotives;
  • tracteurs;
  • voitures.

Histoire de l’invention de la machine à vapeur

Le principe de base de fonctionnement de toute machine à vapeur est que l’énergie de la vapeur chaude est convertie en énergie mécanique, qui peut être :

  • réciproque;
  • rotationnel.

Et l’énergie mécanique qui en résulte peut déjà être utilisée à des fins utiles. Le principe de fonctionnement d’une machine à vapeur était clair pour les anciens Grecs, mais à l’âge des ténèbres, les gens l’ont oublié. Encore une fois, l’intérêt pour ce problème ne renaît qu’au XVIIe siècle. L’Italien Giovanni Branca proposa un modèle de sa propre turbine à vapeur en 1629. Mais en raison de pertes d’énergie inacceptables, cette première machine à vapeur au monde n’a pas trouvé d’application pratique.

Machine à vapeur Denis Papin

Les premières machines à vapeur au monde : l'histoire de leur inventionCe Français, médecin de formation, s’installe en Angleterre en 1675, où il se fait remarquer par un certain nombre d’inventions. Ainsi, il a inventé la "chaudière de Papenov" – le prototype d’une double chaudière moderne. Papen a pu remarquer la relation entre l’augmentation de la pression et le point d’ébullition d’un liquide. Il a pu construire une chaudière hermétique, où une pression accrue a été maintenue. En conséquence, l’eau qu’elle contenait bouillait à une température élevée et il est devenu possible de cuire des aliments à des températures supérieures à 100 degrés, ce qui a accéléré le processus de cuisson.

A la veille de déménager à Foggy Albion, Papin invente un moteur à poudre. La poudre à canon brûlant dans le cylindre a poussé le piston. Les gaz en poudre résultants ont été évacués par la soupape et les autres ont été refroidis, ce qui a entraîné une légère raréfaction dans le cylindre et la pression de l’atmosphère a ramené le piston à sa place.

Malgré le fait que l’idée elle-même promettait des avantages considérables, elle n’a pas apporté de dividendes à son auteur. Le fait est qu’un peu plus tôt, Savery (un mécanicien anglais) a breveté sa pompe à vapeur, qui était à l’époque le seul moyen d’utiliser une machine à vapeur. Il se trouve que l’inventeur de la première machine à vapeur, Denis Papin, mourut en 1714 à Londres, pauvre et solitaire.

La voiture de Thomas Newcomen

Les premières machines à vapeur au monde : l'histoire de leur inventionCet Anglais entreprenant a pu réaliser de gros bénéfices. Il avait 35 ans lors de la création de la machine Papin. Newcomen a soigneusement étudié l’héritage de Papin et Savery et a noté les lacunes des deux modèles, et a adopté des idées fortes. Collaborant avec un spécialiste de la plomberie et du verre D. Calli, Newcomen crée son premier modèle vers 1712, poursuivant l’histoire de la création des machines à vapeur. Son travail de base ressemblait à ceci:

  • la conception avait un cylindre vertical avec un piston (de Papin);
  • la vapeur était générée dans une chaudière séparée, qui fonctionnait selon le principe de l’invention de Savery;
  • L’étanchéité du cylindre à vapeur était assurée par une peau étanche autour du piston.

En augmentant la pression, l’appareil de Newcomen a fait remonter l’eau des mines. Mais il était très volumineux et extrêmement vorace en charbon. Mais ces lacunes n’ont pas empêché un demi-siècle d’exploitation de cette invention dans les mines. Grâce à lui, il est devenu possible de faire revivre des mines qui étaient auparavant abandonnées en raison de l’inondation des eaux souterraines. Mais comme sa machine était une compilation des premières inventions, Newcomen ne pouvait pas obtenir de brevet pour celle-ci.

Machine à watts

Le pas décisif a été franchi par le Britannique James Watt, grâce aux efforts duquel une première machine à vapeur alternative suffisamment puissante et compacte est apparue. En tant que mécanicien à l’Université de Glasgow, Watt entreprit en 1763 la réparation de la machine à vapeur de Newcomen. Pendant le processus de réparation, il a trouvé un moyen de réduire sa gourmandise – son cylindre devait être maintenu au chaud.

Mais il fallait résoudre le problème de la condensation de la vapeur. Il a attrapé la solution en passant devant les blanchisseries, la vapeur s’échappant des couvercles de leurs chaudières. Il s’est rendu compte que la vapeur est un gaz, qui doit être mis dans un cylindre à pression réduite. Il a réalisé un système piston-cylindre étanche en enveloppant le premier avec une corde de chanvre huilée, après quoi il est devenu possible d’abandonner la pression atmosphérique – un pas en avant notable.

Vidéo de la première machine à vapeur de James Watt

Mais dans la vie, Watt a eu moins de chance et il a dû mettre en gage le brevet pour dettes. Au bout de 3 ans, il rencontre un riche industriel Matthew Bolton, qui achète à Watt ses brevets. Sous sa tutelle, Watt est retourné au travail. Dès 1773, le nouveau modèle de Watt a démontré une consommation de charbon beaucoup plus faible dans les tests que ses prédécesseurs ne l’exigeaient. Et un an plus tard, l’Angleterre a commencé la production industrielle des machines Watt. En 1781, Watt a breveté une machine à vapeur qui alimentait des machines industrielles. Un peu plus tard, ces mêmes technologies ont commencé à être utilisées pour la circulation des navires et des trains, ce qui deviendra une véritable révolution technique.

Machine à vapeur Polzunov

Les premières machines à vapeur au monde : l'histoire de leur inventionNon moins cher à nous est Ivan Polzunov, l’inventeur russe de la première machine à vapeur, capable d’alimenter de nombreux mécanismes de travail. De plus, il a fait cette invention avant White – en 1763, alors qu’il travaillait dans les usines minières de l’Altaï. Il a mis au courant le chef des usines de son projet et il a reçu l’approbation de la capitale pour assembler l’unité. Polzunov a reçu l’ordre de construire une grande machine.

Ce travail a duré 21 mois, mais alors qu’il était presque prêt, l’inventrice dévorante est décédée quelques jours avant ses premiers essais. La machine à vapeur de Polzunov pouvait fonctionner en continu et automatiquement. Cela a été prouvé à la suite de tests effectués en 1766 par les étudiants de Polzunov. Un mois plus tard, la machine avait déjà commencé à fonctionner, non seulement récupérant tous les coûts de sa création, mais apportant également des bénéfices aux propriétaires.

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