James Watt
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James Watt (* 19. Januar 1736 in Greenock; †19. August 1819 in Heathfield) war ein schottischer Erfinder.
| Inhaltsverzeichnis |
Leben
James Watt war ein Instrumentenmacher, der an der Universität von Glasgow ab 1757 mathematische Instrumente (Kompasse, Quadranten u.a.) herstellte.
Er war mit dem Ökonom Adam Smith befreundet.
Bei der Reparatur des Modells einer Dampfmaschine nach der Bauart von Thomas Newcomen im Jahr 1765 verbesserte James Watt diese Maschine in mehreren Punkten, um Energie zu sparen. Um das wechselweise Aufheizen und Abkühlen des Zylinders zu vermeiden, verlegte Watt die Kondensation in einen separaten Behälter, den Kondensator. Zusätzlich isolierte er den Zylinder, um die Wärmeverluste zu verringern.
Es handelt sich um die Weiterentwicklung der atmosphärischen Dampfmaschine des britischen Schmiedes Newcomen. Dessen Modelle, die zur Wasserförderung (v.a. zur Trockenhaltung von Bergwerken) eingesetzt wurden, arbeiteten mit einem Wirkungsgrad von lediglich 0,5%, was einen gigantischen Einsatz von Brennstoff erforderte.
Watts erste Verbesserungen der Dampfmaschine ermöglichten gegenüber den Vorläufermodellen bereits eine Kohlenersparnis von über 60 Prozent.
Als Watts Finanzier, der Eisenfabrikant John Roebuck 1773 in Konkurs ging, wurden der Erfinder und sein Projekt von dem Gläubiger Matthew Boulton übernommen. Zusammen gründeten sie die Firma Boulton & Watt und errichten 1775 eine Dampfmaschinenfabrik in Soho bei Birmingham, England.
Die Firma Boulton & Watt verkaufte die Maschinen nicht an die Betreiber, sondern verlieh sie und verlangte regelmäßig eine Drittel der gesparten Betriebskosten als Nutzungsentgelt.
1781 wandelte Watt den Kolbenhub mittels eines Planetengetriebes in eine Drehbewegung um, 1782 ließ er den Dampf wechselweise auf beide Seiten des Kolbens wirken. Damit hatte James Watt nun eine Dampfmaschine entwickelt, bei der die komplette Arbeit vom Dampf geleistet wurde, und nicht mehr ein Teil der Arbeit vom relativ niedrigen natürlichen Luftdruck; damit wurden wesentlich stärkere Maschinen möglich. Bei dieser Dampfmaschine drückt der Kolben den Balancier nach oben und zieht ihn nach unten. Damit diese in zwei Richtungen wirkenden Kräfte übertragen werden konnten, erfand Watt 1784 als Ersatz für die nur Zugkräfte übertragende Kette das Wattsche Parallelogramm. 1788 stattete er seine Dampfmaschinen mit einem Fliehkraftregler zur Regelung der Geschwindigkeit aus und komplettierte 1790 seine Maschinen durch die Erfindung eines Überdruckventils.
Nebenbei stellte er fest, dass Wasser kein chemisches Element ist. Außerdem führte er die Pferdestärke (PS) als Maßeinheit der Maschinenleistung ein; die heutige international übliche metrische Einheit dafür heißt Watt.
Die Dampfmaschinen von Watt erreichten mit allen diesen Verbesserungen schließlich einen Wirkungsgrad von 3 %, das sechsfache der Maschinen vor Watt.
Der Bau einer Hochdruckmaschine verzögerte sich jedoch wegen Watts Angst vor Explosionen und seinen bis 1800 laufenden Patenten.
Als Richard Trevithick (1771-1833) im Jahre 1804 eine auf Rädern und Schienen fahrende Dampfmaschine konstruierte und mit fünffachem Atmosphärenüberdruck betrieb, wünschte Watt ihm ob der Leichtsinnigkeit den Strick um den Hals. Watt verließ im Jahre 1800 sein Unternehmen und widmete sich ganz seiner Forschungsarbeit.
Dampfmaschinen beflügelten in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts besonders die Eisenindustrie - und diese wiederum erweiterte das Einsatzgebiet für Dampfmaschinen. Das Entstehen von Industriestädten, die sozialen Umwälzungen der Industrialisierung mit all ihren Folgen, der Mobilitätssprung durch Dampfbahnen und -schiffe - ohne Watt hätten sie wahrscheinlich erst Jahrzehnte später eingesetzt.
Am 19. August 1819 starb Watt - unter anderem als Ehrendoktor der Universität Glasgow und als korrespondierendes Mitglied der französischen Akademie der Wissenschaften.
Erfindungen im Überblick
- Kondensator
- Wattsches Parallelogramm
- Planetengetriebe der Verbindung Balancier - Schwungradwelle zur Umgehung des Patentes auf die Kurbelwelle
- Fliehkraftregler zur Regulierung der Geschwindigkeit der Dampfmaschine
- Entdeckung und Nutzung der Dampfexpansion
- pv-Diagramm zur Untersuchung thermodynamischer Vorgänge
Literatur
Hans L. Sittauer: James Watt; B.G.Teubner; 3. Aufl. Leipzig 1989. ISBN 3322006964
Weblinks
- weitere Weblinks
| Personendaten | |
|---|---|
| NAME | Watt, James |
| ALTERNATIVNAMEN | |
| KURZBESCHREIBUNG | schottischer Erfinder |
| GEBURTSDATUM | 19. Januar 1736 |
| GEBURTSORT | Greenock |
| STERBEDATUM | 19. August 1819 |
| STERBEORT | Heathfield |
--InfoG 16:30, 24. Mär 2005 (CET)
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