Џејмс Ват — разлика између измена

'''Џејмс Ват''' ({{јез-енгл|James Watt}}; [[Гринок]], [[19. јануар]] [[1736]] — [[Хетфилд]], [[25. август]] [[1819]]), [[шкотска|шкотски]] проналазач и инжењер чија побољшања Њукоменове [[парна машина|парне машине]] представљају фундаменталне промене које су довеле до прве [[Индустријска револуција|индустријске револуције]] како у његовојњеговом роднојродном [[Уједињено Краљевство|Уједињеном Краљевству]] тако и у целом свету.

Радећи на изради инструмената на Универзитету у [[Глазгов]]у, Ват се заинтересовао за технологију парних машина. Схватио је да су постојеће парне машине конструисане на такав начин да изгубе много енергије, наглим хлађењем али и поновним грејањем цилиндра. Ват је увео нова значајна конструктивна решења, израдом одвојеног кондензатора за пару, који смањује расипање енергије, побољшава снагу, ефикасност у раду и исплативостиисплативост парних машина. Потом је механички прилагодио своју парну машину да врши ротационо кретање чиме је проширио њену употребу, не само за пумпање воде како је до тада била намењена. Ват је тиме је поставио темељ за њено даље унапређење и коришћење, за погон првих фабричких парних машина, [[Парна локомотива|парних локомотива]], [[Пароброд|пароброда]] и пољопривредних парних машина. Године [[1769]]. патентирао је своју парну машину, а потом је покушао да комерцијализује свој проналазак, ушавши у пословнопословну сарадњу са МетјуМетјуом Болтоном [[1775]]. године. Ново предузеће ''Болтон и Ват'' је било веома успешна фирма која му је на крају донела и право мало богатсво. У пензији, Ват је наставио да развија нове изуме, али ниједан није био значајан као његов рад на парној машини. Умро је у својој 83. години. Џејмс Ват се данас сматра за једну од најутицајнијих личности у историји човечанства.

Џејмс Ват је рођен [[19. јануар]]а [[1736]]. у Гренок, у лучком месту Гринок. <ref name="thurston-growth-steam-engine">{{cite book|last=Thurston|first=Robert Henry|title=A history of the growth of the steam-engine|url=https://books.google.com/?id=HguRSvxVtuAC&printsec=frontcover#v=onepage&q|series=The International Scientific Series|year=1878|publisher=D. Appleton and Company|location=New York|page=80}}</ref> Отац му је био локални бродоградитељ и бродовласник,<ref name="muuirhead-life-james-watt">{{cite book|url=https://books.google.com/?id=aA5VAAAAMAAJ&printsec=frontcover#v=onepage&q|last=Muirhead|first=James Patrick|title=The life of James Watt: with selections from his correspondence|edition=2|year=1859|publisher=John Murray|page=10}}</ref> а мајка, Агнес Мурхед, добро образована, којапотекла потичеје из знамените породице.<ref name="klooster-icons">{{cite book|last=Klooster|first=John W.|title=Icons of invention: the makers of the modern world from Gutenberg to Gates|url=https://books.google.com/?id=WKuG-VIwID8C&printsec=frontcover#v=onepage&q|series=Icons of invention|volume=1|year=2009|publisher=ABC-CLIO|isbn=978-0-313-34743-6|page=30}}</ref> Родитељи су му били религиозни [[Презвитеријанство|презвитеријански хришћани]].<ref>{{cite book|last=Carnegie|first=Andrew|title=James Watt|publisher=The Minerva Group, Inc.|page=215|isbn=9780898755787|url=http://www.jameswatt.info/andrew-carnegie/9-watt-in-old-age.html}}</ref> Ватов деда, Томас Ват, био је наставник математике.<ref>{{cite book|url=https://books.google.com/?id=aA5VAAAAMAAJ&printsec=frontcover#v=onepage&q|last=Muirhead|first=James Patrick|title=The life of James Watt: with selections from his correspondence|edition=2|year=1859|publisher=John Murray|page=4,7}}</ref> Упркос одгојувеома одрелигиозном стране религиозниходгоју родитеља, он је касније постао деиста.<ref name="Clarendon press">{{cite book|title=James Watt and the steam engine: the memorial volume prepared for the Committee of the Watt centenary commemoration at Birmingham 1919|year=1927|publisher=Clarendon press|first=Henry Winram |last=Dickinson|first2= Rhys |last2=Jenkins|last3= Committee of the Watt Centenary Commemoration|page=78|quote=It is difficult to say anything as to Watt's religious belief, further than that he was a Deist.}}</ref><ref>{{cite web|title=A Biographical Dictionary of Ancient, Medieval, and Modern Freethinkers|url=http://www.infidels.org/library/historical/joseph_mccabe/dictionary.html|publisher=Haldeman-Julius Publications |accessdate = 17. 8. 2012|first=Joseph |last=McCabe|year=1945|quote=He made such improvement in the crude steam-engine that had been invented before his time that he is usually described as the inventor. "His many and most valuable inventions must always place him among the leading benefactors of mankind," says the account of him in the ''Dictionary of National Biography''. He was an accomplished man. He knew Greek, Latin, French, German and Italian and was very friendly with the great freethinking French scientists. Andrew Carnegie has written a life of him and describes him as a deist who never went to church.}}</ref>

Ват је основно образовање стекао код куће у кругу породице,<ref>{{cite ODNB|id=28880|title=Watt, James (1736–1819)|origyear=2004|year=2013|last=Tann|first=Jennifer}}</ref> а касније је похађао гимназију у ГренокуГриноку. Током школовања показао је дар уза математициматематику али и за ручну израду механичких направа, док га страни језици попут, латинског и грчког, нису много интересовали.

Када је имао осамнаест година, мајка му је умрла, а оцу му се озбиљно нарушило здравље након чега је његов посао почео да пропада. Ват је због тога био послат у [[Лондон]], [[1754]]. године, да научи занат израде мерних инструмената. Након годину дана и са изученим занатом враћа се у Глазгов са намером да отвори радионицу за израду инструмената. Ват се оспособио за израду малих ствари од месинга, октанта - астрономско-навигационог инструмента, паралелних лењира који служислуже за навигацију цртањем на поморској карти, делова телескопа, барометрабарометара и сл. Међутим, Глазговско удружење занатлија му је забранило рад,<ref>{{cite book|last1=Thomas|first1=Henry|last2=Thomas|first2=Dana Lee|title=Living adventures in science|year=1954|publisher=Ayer Publishing|page=25}}</ref> јер није радио седам година као шегрт чиме није испуњавао одредбе из закона за такав посао, мада у целом Глазгову и широј околини није било мајстора из те струке где је могао да изучи занат.<ref name="carnegie1905">{{cite book|last=Carnegie|first=Andrew|title=James Watt|url=http://www.history.rochester.edu/steam/carnegie/|year=1905|publisher=Doubleday, Page and Company|location=New York|chapter=3}}</ref>

У том кључном тренутку Ват добија позив од Универзитета у Глазгову да дође и изврши одређене поправке на тек пристиглепристиглим астрономскеастрономским инструментеинструментима. Након успешно обављеног посла, професори су му понудили да отвори радионицу у склопу Универзитета, која би поред осталог надзирала и поправљала и нове инструменте намењене за астрономску опсерваторију. За отварање радионице, Ват је добио подршку тројице професора од којих је први био, [[Џон Робинсон]] (1739–1805), физичарафизичар, истраживачаистраживач и енциклопедиста, други хемичар [[Џозеф Блек]] (1728 –1799), који се прославио открићем [[угљен-диоксид]]а, латентне и специфичне топлоте иа трећи је био [[Адам Смит]] (1723 – 1790), филозоф и кључна личност шкотског [[Просветитељство|просветитељства]]. Ова последња двојица ће касније постати и Ватови добри пријатељи.<ref>

Године [[1764]]. године Ват се оженио са Маргарет Милер са којом је имао петорепеторо деце, од којих је троје рано умрло. Маргарет је умрла на порођају у [[1772]]. Године [[1777]]. Ват се поново оженио, овог пута са Аном Мекгрегор, кћерком мајстора и произвођача боја у Глазгову. Са Аном је имао двоје деце.

[[Датотека:Old bess steam engine 1777.jpg|мини|150п|Ватова "атмосферска" парна машина за пумпање воде из [[1777]]. израђена од ''БоултонБолтон & Ват'', у Музеју науке у [[Лондон]]у.]]

Још [[1759]]. године, Ватов пријатељ, Џон Робинсон, скренуо му је скренуо пажњу на коришћење водене паре као главног извора за добијање снаге за вршење одређеног [[Механички рад|механичког рада]]. Конструктивни дизајн Њукоменове парне машине је до тада био у употреби скоро 50 година, користилакористио се за пумпање воде из рудника и готово да није било и једног помака у њеном побољшању од њеног првог настанка. Ват је тада почео да врши огледе са паром, иако никада пре тога није видео уживо оперативан рад ЊуоменовеЊукоменове парне машине. Године [[1763]]. од Вата је затражено да поправи умањен модел Њукоменове парне машине којакоји је припадалаприпадао Универзитету и служиласлужио за наставу. Чак и након Ватове поправке ова машина једва да је радила како треба. Угаљ у ложионици је загревао воду у котлу из које се путем цеви, отварањем вентила, спроводила пара ка отвору на дну цилиндра у чијој унутрашњости је смештен клип, којег потом притисак паре гура ка горе до самог врха цилиндра, тада из издвојеног резервоара путем слободног пада кроз доводну цев, отварањем вентила и затварањем вентила за пару, улази хладан млаз воде у други отвор на дну цилиндра, који расхлађује унутрашњост цилиндра слабећи топлотни притисак паре. Истог трена хладнији ваздушни притисак изван цилиндра надјачава и гура клип ка доле према дну цилиндра чиме окончава радни циклус клипа. Међутим, током сваког наредног циклуса померање клипа ка горе је све слабије јер цилиндар је цилиндар све хладнији због непрестаног наизменичног дотока хладне воде, а пара која улази у цилиндар кондензује се раније након чега вакумвакуум преовладапреовладава са горње стране, заустављајући било какав рад клипа. Да би се поновио радни циклус клипа мора се поново постићи радна температура додатним загревањем, коришћењем угља чиме се троши додатна енергија, међутим и након тога понавља се исти ефекат. Ват је наставио своје огледе, упоредо читајући и учећи све што је могао о тој теми. Ват је дошао до закључка да за разумевање рада машине велики значај има латентна топлота за разумевање рада машине, коју је, а незнајући за то, открио његов пријатељ, Џозеф Блек, неколико година раније.

Након пуно огледа, Ват је схватио да је проблем у самом цилиндру и његовој [[Кондензација|кондензацији]] и да се око три четвртине топлоте паре трошило и губило на загревање цилиндра, односно, поновним загревањем цилиндра машине током сваког циклуса. Ват је решио овај случај маја [[1765]]. године, тако што је уклонио резервоар за воду и уместо њега израдио и поставио одвојену комору цилиндарског облика коју је поставио на нижем нивоу од главног цилиндра са клипом. У овом случају пара која је улазила из отвора на дну цилиндра, отварањем вентила, гурала је клип све до врха, да би потом почела да излази кроз други отвор на дну цилиндра, отварањем вентила и затварањем доводног вентила за пару, и била спроводенаспроведена путем цеви до посебне коморе где се кондензовала, односно хладила и на тај начин одржавала температуру главног цилиндра са клипом на истом нивоу. Иако је пронашао решење за овај проблем, израдом кондензатора за пару, Ват је уочио још један проблем, односно усмерио се на решавање проблема да клип у цилиндру погонипокреће пара у оба правца.

Упркос решеном проблему, Ват је имао финансијске тешкоће да заврши израду целе парне машине. Знатан капитал му је пружио Џон Ројбук, власник металске радионице Карон, са којим је ушао у пословну сарадњу. Ват је наставио да ради на усавршавању парне машине, у викенд кући,летњиковцу у близини куће самог Ројбука. Данас су још видљиви остаци „Ватове“Ватове викенд кућелетњиковац-радионице.

Главна потешкоћа која му се тада била наметнула била је у обради клипа и цилиндра. Металски радници у то доба били су више [[ковач]]и него савремени машин-браваримашинбравари, а и нису били у стању да производе делове са довољно прецизности. Много новца је утрошено, а резултата није било. У међувремену, Ројбук је банкротирао, а Метју Болтон, власник Сохо ливнице поред [[Бирмингем]]а постао је власник патентних права. Радећи сада са Болтоном, Ват је добио могућност да делове за његову машину раде најбољи металски радници тога доба у свету. Потешкоће у изради великог цилиндра и клипа решио је Џон Вилкинсон, који је претходно разрадио прецизне технике током производње топова. Након тога Ват и Болтон су започели тада пословну сарадњу која ће успешно трајати наредних 25 година.

[[Датотека:Meccano Sun & planet animation.gif|мини|180п|Анимација "Сунце & Планетапланета" зупчаникзупчаника. ОвоАко кретање акошипка врши шипкаово кретање у хоризонталном положају добија се механизам за покретање точкова на [[Парна локомотива|локомотиви]].]]

Године [[1776]]. првапрве парнапарне машине су биле направљене и стављене у погон у комерцијалним предузећима. Те прве машине су коришћене за пумпање воде и производиле су само реципрочно кретање да покрећу шипку пумпе са дна окна. Конструктивно решење је било успешно на тржишту, а у наредних пет година, Ват је био веома заузет уградњом машина, углавном у рударској области КорнвелаКорнвола, за испумпавање воде из рудника. Те прве машине нису произведенепроизвели од БолтонаБолтон и ВатаВат, већ од другихдруги, према Ватовим плановима и цртежима Вата, који је имао улогу саветодавца током израде и њихове уградње.

ИзградњеИзградњу машина и њихово тестирање је у почетку надзирао Ват, а касније су то преузели службеници из фирме. То су биле велике машине, прва је примера ради имала цилиндар са пречникомпречника од неких 127 цм (50 инча) и укупне висине 7,31 метра (24 стопа), а било је потребно да се за њу изгради наменска грађевина у којој би била смештена.

Поље примене парне машине је у великој мери проширено када је Болтон затражио од Вата да претвори реципрочно кретање клипа у производњу ротационе снаге за млевење, ткање и глодање. Иако је изгледалобило очигледно да би ипринцип највећикурбле особењацибио нашлинајбоље решење за ову измену, Ват и Болтон, су били одбијени да патентирају машину за ту намену, јер је носилац патентног права био Џејмс Пикард, који је предложио да укрсте патенте за одвојени кондензатор паре. Ват се одлучнутоме успротивиоодлучно томеуспротивио, након чега су заобишли Пикардов патент са њиховим патентом сунце"Сунце и планета" [[зупчаник]]ома, [[1781]].

У наредних шест година, Ват је израдио низ других унапређења и допуна на парној машини. Он је пронашао начин да натера клип да гура пару у оба правца. Уместо да употреби тежину ваздуха да потисне клип надоле, он је удесио тако да сама пара обави и тај део посла, а на тај начин клип се кретао и доле и горе помоћу паре. То је билабио двопотиснадвопотисни цилиндар. За ове изуме била су му одобрена још два патента [[1781]]. и [[1782]]. Такође, имао је и бројна побољшања која су се тицала лакше израде и монтаже парних машина. Један његов изум, на који је био најпоноснији, био је паралелно кретање што је од суштинског значаја код двопотисних парних машина. Овој машини је био потребан нов чврст механизам повезивања клипа са гредом. Ват је решио овај проблема а изум је патентирао [[1784]]. године. Ват је расоредиораспоредио повезане полуге које су довеле до тога да се полуга клипа креће у усправом положају. Поред тога, Ват је применио центрифугални регулатор који је патентирао [[1788]]. а и изумео је и мерач притиска, патентиран [[1790]]. године. Сва ова побољшања узетеузета заједно доводе до тога да је Ват произвео парну машину која је до пет пута ефикаснија у коришћењу чврстог горива у односу на Њукоменову парну машину.

Ват је отишао у пензију [[1800]]. године, када је његов уговор о пословној сарадњи са Болтоном истекао. Чувено партнество измеђиизмеђу очева је пренето на њихово синове, МетјуМетјуа РобинзонРобинзона Болтона и ЏејмсЏејмса Вата млађег. Вилијам МардокМердок, талентовани инжењер, који је дуги низ година радио у фирми је због својих способности примљен у партнерски однос, а и током њиховог управљања фирма је даље напредовала.

Ват је и у пензији наставио да ради на другим изумима. На свом имању отворио је малу радионицу. Ту је изумео више врста машина за копирање скулптура и медаљона, које су радиле веома добро, али их никада није патентирао. Једна од првих склуптураскулптура које је произвео била је мала статуа његовог пријатеља, професора Адама Смита. Ват и његова друга супруга, Ана, су тада су имали више времена за одмор, који су проводили у честим путовањима у Француској и Немачкој.

Године [[1816]]. Ват је кренуо на путовање "Кометом", паробродом на лопатице, који је базиран на његовим проналасцима, до свог родног лучког места ГренокаГринока. Умро је [[25. август]]а [[1819]]., на свом имању близу Бирмингема, у својој 83. години. Сахрањен је [[2. септембар|2. септембра]] исте године.