La invención y aplicación de la máquina de vaporLa historia le ha dado al pueblo chino cuatro grandes inventos, estableciendo así una civilización milenaria. La historia dio a Occidente la invención de la máquina de vapor, y la civilización occidental dominó el mundo durante más de cien años. De hecho, la invención de la máquina de vapor encarna el arduo trabajo y la sabiduría de muchos inventores occidentales... la máquina de vapor original de Papen. Desde principios del siglo XVII, científicos de Italia, Inglaterra y Francia comenzaron a estudiar el vapor. Se introdujeron varios dispositivos impulsados por vapor. A finales del siglo XVII, un técnico francés llamado Papen construyó la primera máquina de vapor primitiva del mundo. La máquina de vapor de Papen tenía un cilindro y un pistón. Su principio de funcionamiento es bastante suficiente: calentando bien la inyección de agua en el cilindro, cuando el agua hierve, el vapor empuja el pistón hacia arriba y luego el pistón se cierra cuando se empuja hacia la parte superior del cilindro. Luego se enfría el vapor del cilindro y la presión atmosférica empuja el pistón hacia abajo. A través de este ciclo de calentamiento y enfriamiento, el pistón se empuja hacia arriba y hacia abajo. Aunque primitiva, la máquina de vapor de Papen marcó una época en términos de su cilindro y pistón. Por supuesto, este tipo de máquina de vapor no se puede utilizar en la producción industrial y tiene poco valor práctico. La práctica máquina de vapor de Newcomen. Newcomen es un distribuidor de hardware británico. Conocía muy bien la situación en las minas y sabía que un gran número de propietarios de minas en Europa estaban muy angustiados porque no podían bombear el agua de las minas. Estaba decidido a resolver este problema con una máquina de vapor. Newcomen pasó 10 años investigando y experimentando, y finalmente construyó una nueva máquina de vapor en 1712. El principio de funcionamiento de la máquina de vapor Newcomen es que, además del cilindro y el pistón, la máquina de vapor también está equipada con una caldera. No hay válvulas en el cilindro. Cuando se abre la válvula, el vapor de la caldera llena el cilindro debajo del pistón y el vapor mueve el pistón. Cuando el pistón llega a su parte superior, la válvula de vapor se cierra y se abre otra válvula, rociando agua fría hacia la pared exterior del cilindro. El agua fría condensa el vapor, creando un vacío en el cilindro, y el extremo superior del pistón es presionado hacia abajo por la presión atmosférica. La presión generada por el aire que empuja el pistón alcanza 1 kg por centímetro cuadrado. Un pistón con un cuenco grande produce más potencia que un caballo. Este pistón de circulación empuja hacia arriba y hacia abajo para formar una carrera de potencia. La humanidad finalmente encontró una máquina que puede funcionar por sí misma. Newcomen utilizó este poder y las válvulas de bomba correspondientes para lograr el propósito de bombear agua de la mina. Sin embargo, este tipo de máquina de vapor tiene una eficiencia térmica baja porque el vapor ingresa al cilindro por un tiempo y se enfría con agua fría durante un tiempo. Todavía puede bombear agua desde las minas hasta una profundidad de 46 metros; por lo tanto, este tipo de máquina de vapor se usa ampliamente en las minas. Estas máquinas eran alemanas 1715, rusas 1717, Bona 1722, francesas 1725, 18. Las dos mejoras de Watt a la máquina de vapor. Más de 60 años después de que se pusiera en uso la máquina de vapor inventada por Newcomen, un joven británico comenzó a mejorarla. El nombre de este joven es Watt Watt, quien estudió en una universidad en Glasgow, Inglaterra. En ese momento, Watt aceptó la tarea asignada por la escuela de reparar la máquina de vapor Newcomen. Durante el proceso de reparación, Watt descubrió que la máquina de vapor tenía muchas deficiencias e inmediatamente comenzó a modificarla. Las primeras mejoras se completaron en 1775. Watt modificó por primera vez el bloque de cilindros de la máquina de vapor Newcomen. El bloque de cilindros cambiaba con frecuencia entre frío y calor, consumiendo energía térmica. Watt supuso que las tareas de calefacción y refrigeración las realizaban dos contenedores respectivamente, de modo que el cilindro de potencia pudiera permanecer siempre en un estado de alta temperatura. Por supuesto, esto también requiere añadir un condensador. Su principio de funcionamiento es: primero abra la válvula de vapor de la caldera para permitir que el vapor ingrese al cilindro y empuje el pistón hacia arriba. Cuando el vapor empuja el pistón hacia la parte superior del cilindro, la válvula de vapor se cierra y la válvula conectada al condensador se abre al mismo tiempo, lo que hace que la presión del vapor en el cilindro desaparezca repentinamente y se condense, formando un vacío en el cilindro. La presión del aire hará que el pistón se mueva hacia abajo nuevamente. Mientras estas dos válvulas se abran y cierren alternativamente, el pistón se moverá hacia arriba y hacia abajo rápidamente. Después de la transformación de Watt, la eficiencia térmica de la máquina de vapor se triplicó, ahorrando 1/4 del consumo de carbón. En 1769, Watt obtuvo una patente para su nueva tecnología. En 1775, inventó la "máquina de vapor Watt". Después de completar la primera mejora en 1784, después de años de investigación, se realizó una segunda mejora para abordar los problemas existentes. Esta mejora resuelve principalmente dos problemas: primero, mejora la deficiencia de que el pistón sólo puede moverse hacia arriba y hacia abajo en línea recta. Watt usó una biela para impulsar el cigüeñal, convirtiendo la energía cinética lineal del pistón en energía cinética circular. El segundo es la invención del primer sistema de control automático del mundo, que puede ajustar automáticamente el flujo de vapor y mantener constante la velocidad de funcionamiento de la máquina. No es necesario depender de personas para ajustar la válvula. Las mejoras de Watt se completaron en 1784. Debido a esta mejora, las máquinas de vapor se utilizaron ampliamente en la producción industrial, y debido a que Watt hizo contribuciones sobresalientes a la transformación de las máquinas de vapor, más tarde se creyó que Watt inventó la máquina de vapor, y el momento de la invención también se identificó como 1775 o 1784.
La aplicación generalizada de las máquinas de vapor. La máquina de vapor de Watt encendió la mecha de la "Revolución Industrial". Pronto, en la producción industrial de Estados Unidos, Francia, Hungría, Alemania y otros países se incorporaron potentes máquinas eléctricas, lo que hizo que la producción de la sociedad humana avanzara a pasos agigantados. Como dijo Marx, la invención de la máquina de vapor cambió la faz del mundo entero en un corto período de tiempo, de 1786 a 1800. Comparación de tiempo: pasaron 72 años desde 1712, cuando Newcomen construyó la primera máquina de vapor para la producción real, hasta 1784, cuando Watt completó la segunda modificación de la máquina de vapor. En China, durante estos 72 años, Kangxi (1661-1721), Yongzheng (1722-1734) y Qianlong (1735-1793), de principios de la dinastía Qing, estuvieron muy lejos en el este. Al final del reinado de Qianlong, el agregado económico de China ocupaba el primer lugar en el mundo, con un tercio de su población, y su comercio exterior había estado creciendo durante mucho tiempo. Sin embargo, debido a varias razones, China no sabía cómo era la revolución industrial que estaba ocurriendo en el mundo en ese momento. Sin participar ni compartir los logros tecnológicos, la ciencia y la tecnología de China disminuyeron gradualmente durante los siguientes cien años. Finalmente, un día, las potencias occidentales con herramientas de producción avanzadas, confiando en sus barcos y armas, abrieron la puerta a China y humillaron y saquearon al pueblo chino.