Biografia lui Thomas Newcomen, inventatorul motorului cu abur

Thomas Newcomen (28 februarie 1663 - 5 august 1729) a fost un fierar din Dartmouth, Anglia, care a asamblat prototipul pentru primul modern motor cu aburi. Mașina sa, construită în 1712, era cunoscută sub numele de „Motor cu abur atmosferic”.

Fapte rapide: Thomas Newcomen

Înainte de timpul lui Thomas Newcomen, tehnologii cu abury a fost la început. Inventatori precum Edward Somerset din Worcester, vecinul lui Newcomen, Thomas Savery, și francezul filosoful John Desaguliers cercetă toate tehnologiile înainte ca Thomas Newcomen să-i înceapă experimente. Cercetările lor i-au inspirat pe inventatori precum Newcomen și James Watt să inventeze mașini cu aburi practice și utile.

Thomas Newcomen s-a născut pe 28 februarie 1663, unul dintre cei șase copii ai lui Elias Newcomen (d. 1702) și soția sa Sarah (d. 1666). Familia era clasa de mijloc solidă: Elias era deținător liber, armator și comerciant. După ce Sarah a murit, Elias s-a recăsătorit cu Alice Trenhale la 6 ianuarie 1668 și Alice a fost cel care l-a crescut pe Thomas, cei doi frați ai săi și cele trei surori.

Thomas a servit probabil ca ucenic la o fabrică de fier din Exeter: deși nu există nicio înregistrare a acestuia, el a început să tranzacționeze ca fierar în Dartmouth în jurul anului 1685. Dovada documentară a făcut-o să cumpere cantități de fier de până la 10 tone de la diverse mori între 1694 și 1700, și a remediat ceasul orașului Dartmouth în 1704. Newcomen avea atunci un magazin de vânzare cu amănuntul, care vindea instrumente, balamale, cuie și lanțuri.

Pe 13 iulie 1705, Newcomen s-a căsătorit cu Hannah Waymouth, fiica lui Peter Waymouth din Marlborough. În cele din urmă au avut trei copii: Thomas, Elias și Hannah.

Thomas Newcomen a fost ajutat în cercetarea sa cu abur de John Calley (c. 1663–1717), un bărbat din Brixton, Devonshire. Ambele sunt listate pe brevetul pentru motorul cu abur atmosferic. John Calley (uneori scris cu Cawley) era un sticlar - unele surse spun că era un instalator - care a făcut ucenicia în atelierele lui Newcomen și a continuat să lucreze cu el ulterior. Împreună, probabil că au început să lucreze la motorul cu aburi la sfârșitul secolului al XVII-lea și până în 1707, Newcomen și-a extins afacerile, preluând sau reînnoind noi închirieri pentru o serie de proprietăți din Dartmouth.

Nici Newcomen, nici Calley nu au fost educați în inginerie mecanică și au corespuns cu savantul Robert Hooke, cerându-i să-i sfătuiască despre planurile lor de a construi o motorizare cu abur cu un cilindru cu abur care conține un piston similar cu cel al lui Denis Papin. Hooke s-a sfătuit de planul lor, dar, din fericire, mecanicii obstinați și fără educație s-au lipit de planurile lor: În 1698, Newcomen și Calley au realizat un cilindru experimental din alamă de 7 inci diametru, sigilat cu o clapă de piele în jurul marginii piston. Scopul primelor motoare cu aburi precum cele experimentate de Newcomen a fost scurgerea apei din minele de cărbune.

Newcomen a fost considerat un excentric și un schemer de către localnici, dar știa despre motorul cu aburi inventat de Thomas Savery (1650–1715). Newcomen a vizitat casa lui Savery din Modbury, Anglia, la 15 mile de unde locuia Newcomen. Savery l-a angajat pe Newcomen, un fierărie priceput și fierărie, pentru a forja un model de lucru al motorului său. Lui Newcomen i s-a permis să facă o copie a mașinii Savery, pe care a instalat-o în propria curte, unde el și Calley au lucrat la îmbunătățirea designului Savery.

Deși motorul pe care Newcomen și Calley l-au construit nu a avut un succes total, ei au reușit să obțină un brevet în 1708. Aceasta a fost pentru un motor care combina un cilindru de abur și un piston, condensarea suprafeței, un cazan separat și pompe separate. Thomas Savery a fost numit, de asemenea, în acea perioadă, drepturile exclusive de utilizare a condensului de suprafață.

Motorul atmosferic, așa cum a fost proiectat pentru prima dată, a folosit un proces lent de condensare prin aplicarea apei de condens pe exterior din cilindru, pentru a produce vidul, care la rândul său a provocat loviturile motorului la intervale foarte lungi. S-au făcut mai multe îmbunătățiri, ceea ce a sporit enorm viteza de condensare. Primul motor al lui Thomas Newcomen a produs 6 sau 8 timpi pe minut, pe care l-a îmbunătățit până la 10 sau 12 timpi.

Motorul lui Newcomen a trecut prin aburi și a urcat în cilindru, care a echilibrat presiunea atmosferei și a permis tija pompei grele să cadă și, cu greutatea mai mare care acționează prin grindă, să ridice pistonul la corect poziţie. Tija transporta o contrabalansare la nevoie. Cocoșul s-a deschis apoi și un jet de apă din rezervor a intrat în cilindru, producând un vid prin condensarea aburului. Presiunea aerului de deasupra pistonului a forțat-o în jos, ridicând din nou tijele pompei și astfel motorul a funcționat la nesfârșit.

Țeva este folosită pentru a menține partea superioară a pistonului acoperit cu apă, pentru a preveni scurgerile de aer - o invenție a lui Thomas Newcomen. Au fost încorporate două robinete de calibru și o supapă de siguranță; presiunea folosită a fost cu greu mai mare decât cea a atmosferei, iar greutatea valvei în sine era de obicei suficientă pentru a menține țeava în jos. Apa de condensare, împreună cu apa de condensare, curgeau prin conducta deschisă.

Thomas Newcomen și-a modificat motorul cu aburi, astfel încât să poată alimenta pompele utilizate în operațiunile miniere care îndepărtau apa din puțurile de mină. El a adăugat un fascicul deasupra capătului, din care pistolul a fost suspendat la un capăt și tija pompei la celălalt.

Thomas Newcomen a murit la 5 august 1729, la Londra, la casa unui prieten. Soția sa Hannah l-a întrecut, s-a mutat la Marlborough și a murit în 1756. Fiul său Thomas a devenit fabricant de șarpe în Taunton, iar fiul său Elias a devenit un fier de călcat (dar nu un inventator) ca tatăl său.

La început, motorul cu aburi al lui Thomas Newcomen a fost văzut ca o repetare a ideilor anterioare. A fost comparat cu un motor cu piston alimentat cu praf de pușcă, proiectat (dar niciodată construit) de Christian Huyghens, cu o substituție a aburului pentru gazele generate de explozia prafului de pușcă. O parte a problemei pentru care opera lui Newcomen nu a fost recunoscută ar fi putut fi că, în comparație cu ceilalți inventatori ai vremii, Newcomen a fost un fierărie de clasă mijlocie și inventatori mai educați și de elită pur și simplu nu și-au putut imagina că o astfel de persoană ar putea să inventeze ceva nou.

Ulterior s-a recunoscut că Thomas Newcomen și John Calley au îmbunătățit metoda de condensare utilizată în motorul Savery. Inventatorul și filozoful francez John Theophilus Desaguliers (1683–1744), a scris că motorul cu aburi de la Newcomen a fost folosit pe scară largă în toate cartiere miniere, în special în Cornwall, și a fost, de asemenea, aplicat la drenarea zonelor umede, furnizarea de apă către orașe și nave propulsie. Primul locomotivă cu abur a fost inventat în prima decadă a secolului 19, bazat în parte pe tehnologia Newcomen.

• Allen, J.S. „Newcomen, Thomas (1663–1729)”. Un dicționar biografic al inginerilor civili din Marea Britanie și Irlanda, volumul 1: 1500–1830. Eds. Skempton, A.W. și colab. Londra: Thomas Telford Publishing and Institution of Civil Engineers, 2002. 476–78.
• Dickinson, Henry Winram. „Nou-venit și motorul său de vid”. O scurtă istorie a motorului cu aburi. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 29–53.
• Karwatka, Dennis. "Thomas Newcomen, inventatorul motorului cu aburi". Direcții tehnice 60.7: 9, 2001.
• Prosser, R.B. "Thomas Newcomen (1663-1729)." Dicționarul biografiei naționale Volumul 40 Myllar — Nicholls. Ed. Lee, Sidney. Londra: Smith, Elder & Co., 1894. 326–29.