Dampmaskine: Forskelle mellem versioner

[[Fil:Steam engine in action.gif|thumb|400px|Animation af kørende dampmaskine med en drivende [[krumtapmekanisme]] – og [[dobbeltvirkende cylinder]]. Herudover haves en krumtapmekanisme som styrer ''glideren'', der er placeret oven på cylinderen. Glideren fordeler på skift dampen til den dobbeltvirkende cylinders to kamre, og åbner for afgang af dampen fra den modsatte side af stemplet. En lodret roterende aksel med to kugler er ''[[centrifugalregulator|regulatoren]]'', der via en trækstang drøvler damptilførslen, når hastigheden går op, og kuglerne svingere længere ud, og omvendt når hastigheden går ned. Herved sikres en konstant arbejdshastighed]]

Når denne passive sammentrækning (passiv fraførsel af vanddamp) - og udvidelse (tilførsel af vanddamp) foregår i en lukket cylinder, så kan man få et stempel til at gå op og ned. Hvis mandet harer forbundet stemplet med en pumpestang, så kan denet trækkesvinghjul igive en pumpestang, og man kan også lave den om til roterende bevægelse ved at indsætte et svinghjul i stedet for en pumpestang. Dampmaskinens effektivitet afhænger af, hvor stor en del af den tilførte varmeenergi, der omsættes til bevægelse.

Dampmaskinen var grundlaget for en ny tidsalder, nemlig: den [[industrielle revolution]]. SelvomSelv om der i dag er mange historikere, der bruger betegnelsen den industrielle revolution forom de store forandringer, som forgik i [[England]] mellem [[1760]] tilog [[1840]], så er det også vigtigt at påpege, at det var dampmaskinen samtsom noglevar afmotoren bag de store forandringer. Samt de tekniske fornyelser, der kom i kølvandet påaf den, som var motoren bag de store forandringer. Afgørende for disse forandringer varer, at man gik fra håndværk og hjemmefabrikation til [[masseproduktion]]. Alt det her var også med til at sikre Englands førende position i det [[18. århundrede|18.]] og [[19. århundrede]].

SelvomSelv om der er mange, der tror, det var [[James Watt]], som stod bag opfindelsen af dampmaskinen, så er det ikke helt sandt. Der har været mange fysikere og matematikere, der eksperimenterede med detden, bl.a. franskmanden [[Denis Papin]], hvis eksperiment blev brugt til at konstruere en maskine, der kunne bevæge sig. Men det slutter ikke her, den ældste optegnelse af forsøg med damp stammer fra midten af det 1. århundrede e.Kr. Forsøget blev udført i [[Alexandria]], som i dag ligger i [[Egypten]], og manden, som stod bag forsøget, varaf Heron.

[[Heron]] var en græsk matematiker, der havde lavet en kugle der roterede. Kuglens drivkraft kom fra damp, idet den var fastgjort i to rør som skulle virkevirkede som [[dampturbine]]r. Princippet bag den var enkelt. Den opstigende vanddamp, der fyldte den hule kugle op, fik den til at dreje rundt.

I princippet havde hanHeron lavet en fuldt færdig dampturbine. Grunden, til at den ikke fik nogen praktisk anvendelse, var at den var uøkonomisk, og man ikke vidste, hvad den skullekunne bruges til plus den ret uøkonomiske dampturbine.

Dampmaskinen er en engelsk teknologi, og det var en Pull opfindelse idet: der var behov for at fjerne vand fra [[Minedrift|mine]]skakter. Det var et målbevidst arbejde, man gik i gang med for at opfinde noget, der kunne dække det behov. Før dampmaskinens opfindelsedampmaskinen blev dette behovdet dækket ved installation af et pumpeanlæg. Pumperne kunne drives med vandhjul, og hvis dette ikkedet var muligtumuligt, anvendte man en hestegang. Det var en dyr løsning, idet udgifter til mange heste var en belastning for minernes økonomi.

Den første dampmaskine, som skulle være med til at løse dette problemproblemet, blev lavet af [[Thomas Savery]], og han tog patent på den allerede i [[1698]]. Hans maskine blev aldrig udbredt, idet den ikke var fejlfri, og ikke altid virkede efter hensigten. Dampmaskinens fejl skyldtes den ineffektive konstruktion, idet: den virkede kun, hvis damptrykket var højt,. menMen detteman var ikke altid let, da mankunne i 1698 ikke var i stand til at lave kedler, der var stærke nok. Thomas Savery kaldte sin maskine for ”The miner's friend”, minearbejderens ven.

Den[[Thomas Newcomen]] konstruerede den første anvendeligebrugbare dampmaskine blev konstrueret i [[1710]] af englænderen [[Thomas Newcomen]]. Den varblev byggetmere efter nye koncepterpålidelig, som gjorde dampmaskinerne mere pålidelige og driftsikre. Newcomens maskine var mere effektivdriftsikker og økonomisk i forhold tilend Saverys maskine, idethvor store mængder damp gik til spilde i Saverys maskine. Senere var Newcomen nødt til at indgå partnerskab med Savery, idet hander havde patentrettighederpatentrettighederne til enhver maskine, der udnyttede ildens drivkraft. NewcomenDe udviklede en ny og forbedret version af sin gamle maskine i samarbejde med Savery. Den nye maskine kunne levere op til 12 slag pr. minut,; ved hvert slag kunne maskinen hentesuge 40 liter vand op fra en mineskakt,45 somm lådyb nede i 45 meters dybdemineskakt. Under alle omstændighed lykkedes det for Newcomens dampmaskine at fåhavde stor succes op til [[1769]], hvor en ny spiller kom ind på banen, nemlig: den skotske instrumentmager James Watt.

[[James Watt]]s interesse for dampmaskiner begyndte allerede, da han var ganske ung. Han havde op til flere gange udført forsøg for at forbedre Saverys maskine, men det måtte han opgive, da han nåede til den konklusion, at det ikke var muligt at lave kedler, som kunne holde til det høje tryk, som Saverys maskine krævede for at presse vandet til vejrs.

Da han som instrumentmager tilbage i [[1763]] fik lov til at reparere en model af Newcomens maskine, kunne han se nye muligheder. Det tog Watt fem år, fra han fik ideen, til han stod med en maskine, som virkede i praksis. Watts maskine var et kæmpe skridt inden for udvikling af dampmaskiner, da den fungerede meget bedre end konkurrenternes. påDa daværendedet tidspunkt, og da detsenere lykkedes for ham senere at forbedre den yderligere, førte det til ny standard inden for industrien. I den nye model blev det nemlig muligt at omsætte energien til en roterende bevægelse; det medførte, at det blev muligt at koble nye maskiner til dampmaskinen. Energien fra dampmaskinen kunne omsættes i de nye maskiner, og det var grundlaget, som senere førte til bl.a. [[damplokomotiv]]et. Før opfindelsen af dampmaskinen foregik al transport på landjorden vha. heste. Nu, hvor det var muligt at omsatteomsætte energien fra dampmaskinen til roterende bevægelse, var det kun spørgsmål om tid, før man fik tanken at bygge noget, som kørte vha.ved dampkraft. SelvomSelv om roterende bevægelse vha. damp var opfundet i [[1760]], så gik der en del år, før andre opfindere måtte eksperimentere med det, da Watt havde patent på detpatentet.

Dampmaskinen blev udviklet i [[1700-tallet]] på baggrund af den viden, man havde om, at vandet udvides, når det bliver omdannet til damp.

Når denne passive sammentrækning (passiv fraførsel af vanddamp) - og udvidelse (tilførsel af vanddamp) foregår i en lukket cylinder, så kan man få et stempel til at gå op og ned. Hvis manstemplet har forbundet stempletforbindes med en pumpestang, så kan den trække i en pumpestang, og man kan også lave denenergien om til en roterende bevægelse ved at indsætte et svinghjul i stedet for en pumpestang. Dampmaskinens effektivitet afhænger af, hvor stor en del af den tilførte varmeenergi, der omsættes til bevægelse.

Vanddampen under tryk kommer typisk via rør fra en lukket [[kedel]]. Kedlen kan kun klare et vist [[Tryk (fysik)|tryk]]. Hvis kedlens tryk bliver for stort, eksploderer den,. derforDerfor har kedlenden en sikringsventil, som lukker op ved for stort tryk. Det er kedelpasserens opgave at dosere den rette mængde [[brændsel]] under kedlen, så vanddampen i kedlen havdehar det rette tryk - og efterfylde kedlen med ferskvand. Kedlen fungerer som damplager.

Dampmaskinen, som Savery lavede, kom i brug i 1698. Maskinen virkede ved, at dampen fra dampkedelen blev ledt over i en beholder, hvor den forneden var forsynet med et rør, som gik ned til vandet som lå i minen. På toppen af beholderen var der et andet rør, som førte opad. Princippet var at fylde beholderen med damp, hvorefter man lukkede for dampen, mens pumpens rør forneden blev åbnet. Dampen fortsatte og sugede vandet op fra minegangen.

Det blev [[James Watt]], der kom til at føre an i den udvikling, der forandrede Newcomens dampemaskine og fik den til at virke i [[1774]]. Det lykkedes ham at konstruere en maskine, som var meget mere økonomisk end sin forgænger, og samtidig var det en god erstatning for hestegange og vandhjul.

Før dampmaskinens opfindelse var England allerede et industriland, med veludviklet minedrift, dygtigt håndværk, en stor eksport samt centrum for handel. Men allerede i [[1750]] begyndte det første krisetegn at vise sig i den engelske industri, da efterspørgselen på engelske produkter steg. Grænsen var nået, selvomselv om man overalt i England arbejdede hårdt for at producere mere. Drivkraft var det store problem i den engelske industri, den kunne ikke længere følge med efterspørgslen.

MedDampmaskinen dampmaskinen kom det afgørende brud i forhold tilvendte tidligere tiders langsomme produktion til en kæmpe progressiv fremgang. Det skyldtes, at de tidligere kraftkilder, så som hestegang og vandhjul man anvendte i fabrikker, ikke gav så meget energi fra sig som en dampmaskine, plus så var man heller ikke afhængig af at placere produktionen etikke sted,skulle hvorvære mani kunnenærheden drive etaf vandhjul eller en pumpe vha. af hestekraft. Den voldsomt stigende energilevering samt de høje produktionshastigheder medførte, at omkostningerne i produktionen faldt, og det medvirkede endvidere til, at industrivarer og produkter faldt meget i pris. Det skabte forandringer i samfundet, idet flere mennesker havde råd til at købe disse varer, hvor det førhen var forbeholdt de få velhavende i samfundet.

SelvomSelv om opfindelsen af dampmaskinen har ført mangemeget positive tingpositivt med sig, så har den også haft en række negative sider. Bl.a. har opfindelsen af dampmaskinen skabt samfunds- og miljøproblemer.

SelvomSelv om den første dampmaskine blev lavet i 1710 af Thomas Newcomen, er man stadig uenig om hvorvidt Saverys maskine var dampmaskine eller trykpumpe-maskine, så blev den for alvor populær, da Watt videreudviklede den, så den omsatte energien til roterende bevægelse. Succesen med den roterende bevægelse skyldtes, at energien fra dampmaskinen kunne udnyttes også i andre maskiner. Man gik fra manuel arbejdskraft eksempelvis vand og hest, til mere maskinbaseret produktion. Set ud fra disse ting, så er de forbedringer, man har fortaget i dampmaskinen, opbygget fra erfaringer ud fra tidligere mindre gode dampmaskiner, derfor kan man godt konkludere, at dampmaskinens teknologi er en empirisk teknologi.

Mange tror, at dampmaskinen var en forudsætning for den industrielle revolution, men det passer ikke helt. For at forstå det, skal man se Englands udvikling i et bredere perspektiv, da England allerede før opfindelsen af dampmaskinen var en industriland med stor væveindustri, minedrift samt en kæmpe eksport. Alt det skyldtes, at England på det her tidspunkt havde en regering med et positivt syn på industriproduktion, risikovillig kapital samt en mobil arbejdskraft uden stavnsbånd og et godt banksystem. Derfor var opfindelsen af dampmaskinen et stort skub i den rigtige retning på den rette tid. Alt det gør, at dampmaskinen sikrer sig en pladser blandt de mest betydningsfulde teknologier i menneskehedens historie.