Dampmaskine: Forskelle mellem versioner

[[Fil:Steam engine in action.gif|thumb|400px|Animation af kørende dampmaskine med en drivende [[krumtapmekanisme]] – og [[dobbeltvirkende cylinder]]. HerudoverDer haveser også en krumtapmekanisme, som styrer ''glideren'', der er placeret oven på cylinderen. Glideren fordeler på skift dampen til den dobbeltvirkende cylinders to kamre, og åbner, forså afgangdampen afkan dampenledes bort 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 svingeresvinger længere ud, og omvendt, når hastigheden går ned. Herved sikres en konstant arbejdshastighed.]]

[[Fil:Maquina vapor Watt ETSIIM.jpg|thumb|250px|James Watts dampmaskine, opstilletsom er udstillet i vestibulen på Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la UPM i [[Madrid]].]]

En '''dampmaskine''' er en [[transducer]], der kan omsætte noget af den [[termiske energi]] i [[vanddamp]] under tryk til [[mekanisk arbejde]]. "'Brugt'" damp lukkes ud i [[Jordens atmosfære|atmosfæren]].

Dampmaskinen var grundlaget for en ny tidsalder: denDen [[industrielle revolution]]. Selv om der i dag er mangeMange historikere, der bruger betegnelsen den industrielle revolution om de store forandringer, som forgik i [[England]] mellem [[1760]] og [[1840]],. detHer ogsåer det vigtigt at påpegehuske, at det var dampmaskinen, som var motoren bag de store forandringer. SamtI dekølvandet tekniskeaf fornyelser,dampmaskinen derfulgte komen ilang kølvandetrække afandre dentekniske fornyelser. Afgørende er, at manMan gik fra håndværk og hjemmefabrikation til [[masseproduktion]]., Alt dethvilket var med til at sikre Englands førende position i det [[18. århundrede|18.]]1700- og [[19. århundrede]]1800-tallet.

Selv om der er mange, derMange tror, det varat [[James Watt]], som stod bag opfindelsen af dampmaskinen,. såMen eri detvirkeligheden ikkevar helt sandt. Der har væretder mange fysikere og matematikere, dersom eksperimenterede med den,dampdrevne bl.amaskiner. En af dem var franskmanden [[Denis Papin]], hvis eksperiment blev brugt til atsom konstruerekonnstruererede en maskine, der kunne bevæge sig. Men denDen ældste optegnelse af forsøg med damp stammer helt tilbage fra midten af det 1. århundrede e.Kr. Forsøget blev udført i [[Alexandria]] af Heron.

Den græske matematiker [[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 der virkede som [[dampturbine]]r. Princippet bag den var enkelt.: Den opstigende vanddamp, der fyldte den hule kugle, og fik den til at dreje rundt.

Dampmaskinen eropstod engelski teknologi:England, hvor der var behov for mere effektivt at kunne fjerne vand fra [[Minedrift|mine]]skakter. DetMaskinen varopstod etsom målbevidstresultat af det målbevidste arbejde med at dække detdette behov. Før dampmaskinen blevhavde det dækket ved etman pumpeanlæg. Pumperneog kunnepumper drivesdrevet med vandhjul,. ogEller hvis det var umuligt,man anvendte man en hestegang. Det var en dyr løsning.

Den første dampmaskine, som skulle løse problemet, blev lavet af [[Thomas Savery]], og han tog patent på den allerede i [[1698]]. Hans maskine blev aldrig udbredt, idet den ikke altid virkede efter hensigten. Dampmaskinens fejl skyldtes den ineffektive konstruktion: denDen virkede kun, hvis damptrykket var højt. Men man kunne i 1698 ikke lave kedler, der var stærke nok. Thomas Savery kaldte sin maskine ”The miner's friend”, minearbejderens ven.

[[Thomas Newcomen]] konstruerede den første brugbare dampmaskine i [[1710]]. Den blevvar mere pålidelig, driftsikker og økonomisk end Saverys maskine, hvor store mængder damp gik til spilde. Senere var Newcomen nødt til at indgå partnerskab med Savery, der havde patentrettighederne til enhver maskine, der udnyttede ildens drivkraft. DeSammen udviklede de en ny og forbedret version., Densom kunne levere op til 12 slag pr. minut;. vedVed hvert slag kunne maskinen suge 40 liter vand op fra en 45 mmeter dyb mineskakt. Newcomens dampmaskine havde stor succes til [[1769]], hvor en ny spiller kom på banen: denDen skotske instrumentmager James Watt.

Da han som instrumentmager 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. Watts maskine var et kæmpe skridt inden for udvikling af dampmaskiner, da den fungerede meget bedre end konkurrenternes. Da det senere lykkedes ham at forbedre den yderligere, førte det til ny standard inden for industrien. I den nye model blev det muligt at omsætte energien til en roterende bevægelse;. detDermed medførte,kunne at det blev muligt atder koblekobles nye maskiner til dampmaskinen. Energien fra dampmaskinen kunne omsættes i de nye maskiner, og det var grundlaget, som førte til bl.a.eksempelvis [[damplokomotiv]]et. Før opfindelsen af dampmaskinen foregik al transport på landjorden vha.til hest eller med hestetrukne hestevogne. Nu, hvor det var muligt at omsætte energien fra dampmaskinen til roterende bevægelse, var det kun et spørgsmål om tid, før man fik tanken at bygge noget, som kørte ved dampkraft. Selv om roterende bevægelse vha.drevet af damp var opfundet i [[1760]], gik der en del år, før andre opfindere måtte eksperimentere med det, da Watt havde patentet.

Generelt om vanddamp: Når man tilfører varme til vandetvand, så begynder de frie mellemrum mellem molekylerne at udvide sig, og. derforDerfor fylder dampen mere ([[fordampning]]). Omvendt,Det hvisomvendte mansker, ladernår dampen afkøle,afkøles: såNår begynder den atdampen kondenseres til vand, og derved sker en formindskelse afskrumper rumfanget ([[fortætning]]).

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 stemplet forbindes med en pumpestang, kan den trække i en pumpestang, og man kan også lave energien 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.

Dampmaskinen,Saverys som Savery lavede,dampmaskine kom i brug i 1698. Maskinen virkede ved, at dampen fra dampkedelen blev ledt over i en beholder, hvor dender forneden var forsynet med et rør, som gik ned til vandet 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.

OmkringEfter 1710flere udvikledeårs arbejde havde Newcome omkring 1710 udviklet en ny dampmaskine efter flere års arbejde. Hans maskineDen var bedre på en lang række punkter endsammenlignet med Saverys dampmaskine. Et af demEksempelvis var, at faren for kedeleksplosioner var løst og energispildet formindsket, idet dampen ikke kom i direkte kontakt med det kolde vand fra minen. Princippet bag hans maskine var en cylinder med et stempel og en kedel. Når cylinderen blev fyldt med damp, blev stemplet i cylinderen skubbet opad. Herefter blev der lukket for dampen, og der blev åbnet for en hane, der sprøjtede koldt vand ind i cylinderen. Det kolde vand fik dampen til at kondensere, trykket i cylinderen faldt, og atmosfærens tryk på stemplets overside trykkede den nedad med stor kraft. Atmosfæretrykket var storstort nok til, at stemplet kunne drive en pumpe.

[[Fil:SteamEngine_Boulton&Watt_1784.png|thumb|220px|right|James WattWatts dampmaskine.]]

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 var nemlig lykkedes ham at konstruere en maskine, som var meget mere økonomisk end sin forgænger og samtidig en god erstatning for hestegange og vandhjul.

I Watts maskine var det ikke nødvendigt hele tiden at opvarme og nedkøle cylinderen ved at have en afkølet beholder ved siden af. Det medvirkede også til, at man ikke behøvede at vente hele tiden med at opvarme og nedkøle,. ogDermed kunne maskinen kunne arbejde hele tidenkontinuerligt. Det vigtigste ved Watts maskine, var, at den var i stand til at omsætte [[kemisk energi]] til [[kinetisk energi]], medså andreder ordkunne varskabes det muligt i dette tilfælde at skabeen roterende bevægelse. NuDermed var det også muligt at omsættekunne dampens energi omsættes til at drive andre maskiner. Senere forbedrede han detWatt yderligere dampmaskinen, med fordoblet effekt.

[[Fil:1903 Burnley Ironworks company steam engine close up.ogv|thumb|Dampmaskine fra 1903 i funktion på Burnley Ironworks.]]

Før dampmaskinens opfindelse var England allerede et industriland og centrum for handel, med veludviklet minedrift, dygtigtdygtige håndværk,håndværkere og 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, selv om man overalt i England arbejdede hårdt for at producere mere. Drivkraft var det store problem i den engelske industri, den kunneder ikke længere kunne følge med efterspørgslen.

Dampmaskinen vendte tidligere tiders langsomme produktion til en kæmpe fremgang. Det skyldtes, at de tidligere kraftkilder som hestegang og vandhjul i fabrikker, ikke gav så meget energi fra sig som en dampmaskine,. plusDesuden atvar produktionenman ikketvunget skulletil væreat have produktionen i nærheden af vandhjul eller hestekraft. Den voldsomt stigende energilevering samt de høje produktionshastigheder medførte, at omkostningerne i produktionen faldt,. og detDet medvirkede endvidere til, at prisen på industrivarer og produkter faldti megetdet ihele pristaget faldt. 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.

Selv om opfindelsen af dampmaskinen har ført meget positivt med sig, så har den også haft en række negative sider. Bl.a.Opfindelsen har opfindelsen skabt samfunds- og miljøproblemer.

Samfundsproblemerne består i, at den øgede produktion betød en lang arbejdsdag for arbejderne samt uhumske og dårlige arbejdsvilkår. Børnearbejde blev også populært,udbredt: idetBørn børnskulle kunnehave betaleslavere mindrebetaling end voksne, og. dermedDermed var de billig arbejdskraft. Flere børn og voksne arbejdere blev syge og døde dengangsom på baggrundfølge af de vanskelige arbejdsvilkår samt de farlige stoffer på arbejdspladserne.

Miljøproblemet bestod i, at dampmaskinen samt damturbiner, jetmotorer og forbrændingsmotorer anvender kul, olie og naturgas: [[fossile energikilder]]. Afbrænding af dem øger indholdet af CO2 i atmosfæren, og det medfører, at jordens temperatur stiger. Konsekvenserne er klimaforandringer og afsmeltning af isen ved jordens poler. Dampmaskinen og dens efterkommere var grundlaget for vores enorme velstand, men brugen af dem har en uoverskuelige konsekvenser.

Selv om den første dampmaskine blev lavet i 1710 af Thomas Newcomen, er man stadig uenig om, hvorvidt Saverys maskine var dampmaskine eller trykpumpe-maskine,. såUnder alle omstændigheder blev den for alvor populær, da Watt videreudviklede den, så den omsattekunne energienomsætte energi 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. SetDe ud fra disse ting, så er detekniske forbedringer, mandampmaskinen har fortaget i dampmaskinengennemgik, opbyggetbyggede frapå erfaringer ud fra tidligere, mindre gode dampmaskiner,. derfor kan man godt konkludere, at dampmaskinensDampmaskinens teknologi er således 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 var nemlig allerede før opfindelsen af dampmaskinen var enet 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 er blandt de mest betydningsfulde teknologier i menneskehedens historie.

* Holm A. R: ''Maskinlære'', N. Olaf Møllers forlagForlag 1959.

* Kragh Helge: ''I røg og damp - dampmaskinens indførelse i Danmark 1760-1840'', Teknisk forlagForlag.

* Nielsen Keld m.fl.: ''Skruen uden ende'', Nyt tekniskTeknisk forlagForlag 2005.

* Pertersen Flemming, ''Fra Damp til El'', Sønderby trykTryk 1989.

* [http://ibog.teknologihistorie.systime.dk/index.php?id=288 1.6. Push eller pull: Teknologihistorie (iBog)] 29-04-2012.

* [http://videnskab.dk/miljo-naturvidenskab/co2-pavirker-klimaet-mere-end-beregnet CO2 påvirker klimaet mere end beregnet | Videnskab.dk] 05-05-2012.

* [http://www.altomhistorie.dk/artikler/dampmaskinen/29-04-2012 Alt om Historie] 29-04-2012.

* [http://www.leksikon.org/art.php?n=1194 Industrielle revolution, Den] 05-05-2012.