Thomas Newcomen
gigatos | februarie 15, 2022
Rezumat
Thomas Newcomen (februarie 1664 – 5 august 1729) a fost un inventator englez care a creat în 1712 motorul atmosferic, primul motor practic care funcționează cu combustibil. A fost fierar de meserie și predicator baptist laic prin vocație.
S-a născut în Dartmouth, în Devon, Anglia, într-o familie de negustori și a fost botezat la biserica St. Saviour”s Church la 28 februarie 1664. În acele vremuri, inundațiile din minele de cărbune și staniu erau o problemă majoră. Newcomen s-a angajat curând în încercarea de a îmbunătăți modalitățile de pompare a apei din aceste mine. Afacerea sa de fierar s-a specializat în proiectarea, fabricarea și vânzarea de unelte pentru industria minieră.
Thomas Newcomen a fost predicator laic și bătrân în biserica baptistă locală. După 1710 a devenit pastorul unui grup local de baptiști. Tatăl său făcuse parte dintr-un grup care l-a adus pe cunoscutul puritan John Flavel la Dartmouth. Mai târziu, unul dintre contactele de afaceri ale lui Newcomen la Londra, Edward Wallin, a fost un alt pastor baptist care avea legături cu cunoscutul doctor John Gill din Horsleydown, Southwark. Legătura lui Newcomen cu biserica baptistă din Bromsgrove a ajutat material la răspândirea motorului său cu aburi, deoarece inginerii Jonathan Hornblower Sr. și fiul său erau implicați în aceeași biserică.
Marea realizare a lui Newcomen a fost motorul său cu aburi, dezvoltat în jurul anului 1712; combinând ideile lui Thomas Savery și Denis Papin, a creat un motor cu aburi pentru a ridica apa dintr-o mină de staniu. Este probabil că Newcomen îl cunoștea deja pe Savery, ai cărui strămoși erau comercianți în sudul Devonului. Savery a avut, de asemenea, un post la comisarii pentru marinarii bolnavi și răniți, ceea ce l-a dus la Dartmouth. Savery a conceput un „motor de incendiu”, un fel de sifon termic, în care aburul era admis într-un recipient gol și apoi condensat. Vidul astfel creat era folosit pentru a aspira apa din puțul de pe fundul minei. „Motorul de incendiu” nu era foarte eficient și nu putea funcționa dincolo de o adâncime limitată de aproximativ 30 de metri.
Newcomen a înlocuit recipientul receptor (în care era condensat aburul) cu un cilindru care conținea un piston, după modelul lui Papin. În loc ca vidul să atragă apa, acesta a atras în jos pistonul. Acesta a fost folosit pentru a pune în funcțiune un motor cu grinzi, în care o grindă mare de lemn se legăna pe un punct de sprijin central. De cealaltă parte a grinzii se afla un lanț atașat la o pompă aflată la baza minei. În timp ce cilindrul de abur era reumplut cu abur, pregătindu-l pentru următoarea cursă de putere, apa era atrasă în cilindrul pompei și expulzată într-o conductă spre suprafață de greutatea mașinii. Newcomen și partenerul său, John Calley, au construit primul motor de succes de acest tip la fabrica de cărbune Conygree de lângă Dudley, în West Midlands. O replică funcțională a acestui motor poate fi văzută la Black Country Living Museum din apropiere.
Despre viața ulterioară a lui Newcomen se cunosc relativ puține lucruri. După 1715, afacerile legate de motor au fost conduse prin intermediul unei companii neîncorporate, „Proprietarii invenției pentru ridicarea apei prin foc”. Secretarul și trezorierul acesteia era John Meres, funcționar al Societății de Farmaciști din Londra. Această societate a format o companie care deținea monopolul asupra furnizării de medicamente pentru marină, ceea ce a creat o legătură strânsă cu Savery, al cărui testament a fost martor. Din Comitetul proprietarilor făcea parte și Edward Wallin, un baptist de origine suedeză; și pastor al unei biserici din Maze Pond, Southwark. Newcomen a murit în casa lui Wallin în 1729 și a fost înmormântat la cimitirul Bunhill Fields de la periferia orașului Londra; locul exact al mormântului său este necunoscut.
Până în 1733, aproximativ 125 de motoare Newcomen, care funcționau în baza brevetului lui Savery (prelungit prin lege, astfel încât acesta nu a expirat până în 1733), au fost instalate de Newcomen și de alții în majoritatea districtelor miniere importante din Marea Britanie și de pe continentul european: drenarea minelor de cărbune din Black Country, Warwickshire și de lângă Newcastle upon Tyne; în minele de staniu și de cupru din Cornwall; și în minele de plumb din Flintshire și Derbyshire, printre alte locuri.
Motorul Newcomen și-a păstrat locul fără schimbări materiale timp de aproximativ 75 de ani, răspândindu-se treptat în mai multe zone din Regatul Unit și din Europa continentală. La început s-au folosit cilindri din alamă, dar aceștia erau scumpi și de dimensiuni limitate. Noile tehnici de turnare a fierului, introduse de Coalbrookdale Company în anii 1720, au permis utilizarea unor cilindri mai mari, cu un diametru de până la 1,8 m (6 picioare) în anii 1760. Experiența a dus la o construcție mai bună și la mici îmbunătățiri ale configurației. Detaliile sale mecanice au fost mult îmbunătățite de John Smeaton, care a construit multe motoare mari de acest tip la începutul anilor 1770; îmbunătățirile sale au fost adoptate rapid. Până în 1775 fuseseră construite aproximativ 600 de motoare Newcomen, deși multe dintre acestea se uzaseră înainte de această dată și fuseseră abandonate sau înlocuite.
Motorul Newcomen nu a fost în niciun caz o mașină eficientă, deși a fost, probabil, atât de complicat pe cât puteau suporta tehnicile de inginerie și de materiale de la începutul secolului al XVIII-lea. Se pierdea multă căldură la condensarea aburului, deoarece acesta răcea cilindrul. Acest lucru nu a contat prea mult într-o mină de cărbune, unde era disponibil cărbune mic nevandabil (slack), dar a crescut semnificativ costurile de exploatare minieră acolo unde cărbunele nu era ușor de găsit, cum ar fi în Cornwall. După 1775, motorul lui Newcomen a fost înlocuit treptat, în zonele în care cărbunele era scump (în special în Cornwall), cu un model îmbunătățit, inventat de James Watt, în care aburul era condensat într-un condensator separat. Motorul cu abur al lui Watt, ajutat de tehnici inginerești mai bune, inclusiv de mașina de găurit a lui Wilkinson, era mult mai eficient din punct de vedere al consumului de combustibil, ceea ce i-a permis lui Watt și partenerului său Matthew Boulton să încaseze redevențe substanțiale pe baza combustibilului economisit.
Ulterior, Watt a adus și alte îmbunătățiri, inclusiv motorul cu dublu efect, în care ambele curse, atât cea ascendentă, cât și cea descendentă, erau curse de putere. Acestea erau potrivite în special pentru acționarea fabricilor de textile, iar multe motoare Watt au fost folosite în aceste industrii. La început, încercările de a acționa mașinile cu ajutorul motoarelor Newcomen au avut un succes mixt, deoarece cursa de putere unică producea o mișcare sacadată, dar utilizarea volanților și o inginerie mai bună au depășit în mare măsură aceste probleme. Până în anul 1800, au fost construite sute de motoare rotative non-Watt, în special în minele de cărbuni și în oțelării, unde mișcarea neregulată nu reprezenta o problemă, dar și în fabricile de textile. (a se vedea referința (2) de mai jos).
În ciuda îmbunătățirilor aduse de Watt, motoarele comune (așa cum erau cunoscute pe atunci) au rămas în uz o perioadă considerabilă de timp, iar în perioada de valabilitate a brevetului lui Watt (până în 1800) au fost construite mult mai multe motoare Newcomen decât cele Watt, deoarece erau mai ieftine și mai puțin complicate. Din cele peste 2.200 de motoare construite în secolul al XVIII-lea, doar aproximativ 450 au fost motoare Watt. Elemente din proiectul lui Watt, în special condensatorul separat, au fost încorporate în multe motoare „pirat”. Chiar și după 1800 au continuat să se construiască motoare de tip Newcomen, la care s-au adăugat în mod curent condensatoare. De asemenea, acestea erau frecvent montate ulterior la motoarele Newcomen existente (așa-numitul condensator „pickle-pot”).
Există exemple de motoare Newcomen la Muzeul de Știință din Londra, Anglia, și la Muzeul Ford din Dearborn, Michigan, SUA, printre altele.
În 1964, Societatea Newcomen din Londra a aranjat ca o locomotivă Newcomen din Hawkesbury Junction, Warwickshire, să fie transferată la Dartmouth, unde poate fi văzută funcționând cu ajutorul unui aranjament hidraulic în locul cazanului cu aburi. Potrivit Dr. Cyril Boucher de la Newcomen Society, acest motor Newcomen Memorial datează din aproximativ 1725, cu un nou mecanism de supape și alte piese adăugate ulterior.
Poate că ultimul motor de tip Newcomen care a fost folosit în scop comercial – și ultimul care a mai rămas pe amplasamentul său original – se află la Elsecar Heritage Centre, lângă Barnsley, în South Yorkshire. A fost readusă la starea de funcționare între 2012 și 2015, iar locomotiva recondiționată a fost inaugurată de Prințul Edward, Conte de Wessex, în mai 2016. O altă locomotivă Newcomen care poate fi prezentată în stare de funcționare este replica modernă a locomotivei de la Black Country Museum din Dudley, West Midlands. Motorul Newcomen Memorial Engine de la Dartmouth poate fi văzut în mișcare, dar funcționează cu ajutorul sistemului hidraulic.
La 23 februarie 2012, Poșta Regală a emis un timbru cu motorul atmosferic cu aburi al lui Newcomen, ca parte a seriei „Britons of Distinction”.
sursele
