Motoare cu abur și Revoluția industrială

Motorul cu abur, fie folosit singur sau ca parte a unui tren, este invenția iconică a revoluției industriale. Experimentele din secolul al XVII-lea s-au transformat, la mijlocul secolului al XIX-lea, într-o tehnologie care alimenta fabrici uriașe, a permis minele mai adânci și a mutat o rețea de transport.

Înainte de 1750, data tradițională arbitrară de început pentru Revolutia industriala, majoritatea industriilor britanice și europene au fost tradiționale și s-au bazat pe apă ca principală sursă de energie. Aceasta a fost o tehnologie bine pusă la punct, care folosea fluxuri și waterheel, și a fost dovedită și disponibilă pe scară largă în peisajul britanic. Au fost probleme majore pentru că trebuia să fii aproape de apă potrivită, ceea ce te putea duce în locuri izolate și avea tendința să înghețe sau să se usuce. Pe de altă parte, a fost ieftin. Apa a fost vitală și pentru transport, cu râuri și pentru comerțul costier. De asemenea, animalele erau folosite atât pentru energie, cât și pentru transport, dar acestea erau scumpe pentru a fi rulate din cauza mâncării și îngrijirii lor. Pentru ca industrializarea rapidă să aibă loc, au fost necesare surse alternative de energie.

Oamenii au experimentat cu motoare cu aburi în secolul al XVII-lea ca o soluție pentru probleme de putereși, în 1698, Thomas Savery a inventat „Mașina pentru ridicarea apei prin foc”. Utilizată în minele de staniu Cornish, această apă pompată cu o mișcare simplă în sus și în jos, care a avut o utilizare limitată și nu a putut fi aplicată mașinilor. De asemenea, a avut tendința de a exploda, iar dezvoltarea aburului a fost reținută de brevet, Savery deținut timp de treizeci și cinci de ani. În 1712 Thomas Newcomen a dezvoltat un alt tip de motor și a ocolit brevetele. Aceasta a fost utilizată pentru prima dată în minele de cărbune Staffordshire, avea majoritatea vechilor limitări și era scumpă de exploatare, dar avea avantajul distinct de a nu arunca în aer.

În a doua jumătate a secolului al XVIII-lea a venit inventator James Watt, un om care s-a bazat pe dezvoltarea altora și a devenit un contribuabil major la tehnologia aburului. În 1763 Watt a adăugat un condensator separat la motorul Newcomen care a economisit combustibil; în această perioadă a lucrat cu oameni implicați în industria producătoare de fier. Atunci Watt a făcut echipă cu un fost producător de jucării care și-a schimbat profesia. În 1781 Watt, fostul om de jucărie Boulton și Murdoch au construit „motorul cu aburi cu acțiune rotativă”. Aceasta a fost o descoperire majoră, deoarece ar putea fi folosită pentru a alimenta utilaje, iar în 1788, un guvernator centrifugal a fost montat pentru a menține motorul funcționând la o viteză uniformă. Acum exista o sursă alternativă de energie pentru industria mai largă și după 1800 a început producția în masă a motoarelor cu abur.

Având în vedere reputația aburului într-o revoluție despre care se spune că a funcționat în mod tradițional din 1750, aburul a fost relativ lent pentru a fi adoptat. Multă industrializare a avut loc deja înainte ca energia cu abur să fie folosită în mod major și multe au crescut și s-au îmbunătățit fără ea. Costul a fost inițial cu un factor de reținere a motoarelor, deoarece industriașii au folosit alte surse de energie pentru a reduce costurile de pornire și pentru a evita riscurile majore. Unii industriali au avut o atitudine conservatoare care s-a îndreptat doar încet spre aburi. Poate mai important, primele motoare cu aburi au fost ineficiente, folosind multă cărbune și au nevoie de instalații de producție la scară largă pentru a funcționa corect, în timp ce o mare industrie a fost la scară mică. A fost nevoie de timp (până în anii 1830/40) pentru ca prețurile cărbunelui să scadă și industria să devină suficient de mare pentru a avea nevoie de mai multă energie.

industria textila folosise multe surse de putere diferite, de la apă la om în numeroasele muncitoare ale sistemului intern. Prima fabrică fusese construită la începutul secolului al XVIII-lea și folosea puterea apei, deoarece în acel moment textilele puteau fi produse doar cu o cantitate mică de energie. Extinderea a luat forma de extindere pe mai multe râuri pentru roțile de apă. Când utilajele cu aburi au devenit posibile c. 1780, textilele au adoptat inițial lent tehnologia, deoarece era scumpă și necesita un cost de pornire ridicat și a provocat probleme. Cu toate acestea, în timp, costurile aburului au scăzut și utilizarea a crescut. Puterea apei și a aburului a devenit chiar în 1820, iar până în 1830 aburul era cu mult înainte, producând o creștere mare a productivității industriei textile odată cu crearea de noi fabrici.

cărbune, industria siderurgică s-au stimulat reciproc în timpul revoluției. Era nevoie evidentă de cărbune pentru a alimenta motoarele cu abur, dar aceste motoare permiteau și minele mai adânci și o producție mai mare de cărbune, ceea ce face combustibilul mai mic și aburul mai ieftin, producând astfel mai multă cerere cărbune.

industria fierului a beneficiat și el. La început, aburul a fost folosit pentru a pompa apa înapoi în rezervoare, dar aceasta s-a dezvoltat curând și aburul a fost folosit pentru a alimenta cuptoare mai mari și mai bune, permițând o creștere a producției de fier. Motoarele cu abur cu acțiune rotativă ar putea fi legate de alte părți ale procesului de fier, iar în 1839, ciocanul cu abur a fost folosit pentru prima dată. Aburul și fierul au fost legate încă din 1722, când Darby, un magnat de fier și Newcomen au lucrat împreună pentru a îmbunătăți calitatea fierului pentru producerea motoarelor cu abur. Fierul mai bun însemna o inginerie mai precisă pentru abur. Mai multe despre cărbune și fier.

Motorul cu aburi ar putea fi icoana revoluției industriale, dar cât de important a fost în această primă etapă industrială? Istorici precum Deane au spus că motorul a avut un impact redus la început, deoarece a fost aplicabil doar proceselor industriale la scară largă și până în 1830 majoritatea erau la scară mică. Ea este de acord că unele industrii au folosit-o, cum ar fi fierul și cărbunele, dar că capitalul a devenit valoros pentru majoritate după 1830, deoarece a întârzierilor în producerea de motoare viabile, a costurilor ridicate la început și a ușurinței cu care se poate angaja și trage manuale în comparație cu o motorizare cu aburi. Peter Mathias susține cam același lucru, dar subliniază că aburul ar trebui să fie considerat în continuare unul dintre cheile avansuri ale revoluției industriale, una care a avut loc aproape de sfârșit, inițierea unui al doilea condus cu abur fază.