La storia dei motori a vapore

Prima dell'invenzione del motore a benzina, il trasporto meccanico era alimentato a vapore. In effetti, il concetto di motore a vapore precede i motori moderni di circa duemila anni come matematico e ingegnere Airone d'Alessandria, che visse nell'Egitto romano durante il primo secolo, fu il primo a descrivere una versione rudimentale che chiamò Eolipile. 

Lungo la strada, un certo numero di scienziati di spicco che hanno giocato con l'idea di usare la forza generata dal riscaldamento dell'acqua per alimentare una macchina di qualche tipo. Uno di questi era nientemeno che Leonardo Da Vinci che progettò un cannone a vapore chiamato Architonnerre durante il XV secolo. Una turbina a vapore di base è stata anche dettagliata in articoli scritti dall'astronomo, filosofo e ingegnere egiziano Taqi ad-Din nel 1551.   

Tuttavia, le vere basi per lo sviluppo di un motore pratico e funzionante non si verificarono fino alla metà del 1600. Fu durante questo secolo che diversi inventori furono in grado di sviluppare e testare pompe per acqua e sistemi a pistoni che avrebbero aperto la strada al motore a vapore commerciale. Da quel momento, il motore a vapore commerciale è stato quindi reso possibile dagli sforzi di tre figure importanti.

Thomas Savery (1650-1715)

Thomas Savery era un ingegnere e inventore militare inglese. Nel 1698, brevettò il primo motore a vapore grezzo basato sul digestore di Denis Papin o pentola a pressione del 1679.

Savery stava lavorando per risolvere il problema di pompare acqua dalle miniere di carbone quando gli venne l'idea di un motore alimentato a vapore. La sua macchina consisteva in una nave chiusa piena d'acqua in cui veniva introdotto il vapore sotto pressione. Ciò ha costretto l'acqua verso l'alto e fuori dal pozzo della miniera. È stato quindi utilizzato uno spruzzatore di acqua fredda per condensare il vapore. Ciò ha creato un vuoto che ha aspirato più acqua dall'albero della miniera attraverso una valvola inferiore.

Thomas Savery in seguito ha lavorato con Thomas Newcomen sul motore a vapore atmosferico. Tra le altre invenzioni di Savery c'era un contachilometri per navi, un dispositivo che misurava la distanza percorsa.

Per saperne di più sull'inventore di Thomas Savery, controlla la sua biografia. Ho anche scritto una descrizione del motore a vapore grezzo di Savery. 

Thomas Newcomen (1663-1729)

Thomas Newcomen era un fabbro inglese che ha inventato il motore a vapore atmosferico. L'invenzione è stata un miglioramento rispetto al precedente progetto di Thomas Slavery.

Il motore a vapore Newcomen ha utilizzato la forza della pressione atmosferica per svolgere il lavoro. Questo processo inizia con il motore che pompa il vapore in un cilindro. Il vapore è stato quindi condensato dall'acqua fredda, che ha creato un vuoto all'interno del cilindro. La risultante pressione atmosferica azionava un pistone, creando corse verso il basso. Con l'ingegnere di Newcomen, l'intensità della pressione non era limitata dalla pressione del vapore, un distacco da ciò che Thomas Savery aveva brevettato nel 1698.

Nel 1712, Thomas Newcomen, insieme a John Calley, costruì il loro primo motore in cima a un pozzo di miniera riempito d'acqua e lo usò per pompare acqua dalla miniera. Il motore Newcomen era il predecessore del motore Watt ed era una delle tecnologie più interessanti sviluppate durante il 1700.

Per saperne di più su Thomas Newcomen e il suo motore a vapore, consulta questa biografia. Foto e un diagramma del motore a vapore di Newcomen sono disponibili sul sito web del professore Mark Csele del college del Niagara.

James Watt (1736-1819)

Nato a Greenock, James Watt era un inventore e ingegnere meccanico scozzese, famoso per i miglioramenti apportati al motore a vapore. Mentre lavorava per l'Università di Glasgow nel 1765, a Watt fu assegnato il compito di riparare un motore Newcomen che era ritenuto inefficiente ma il miglior motore a vapore del suo tempo. Ciò ha iniziato l'inventore a lavorare su diversi miglioramenti al design di Newcomen.

Il miglioramento più notevole fu il brevetto di Watt 1769 per un condensatore separato collegato a un cilindro da una valvola. A differenza del motore di Newcomen, il design di Watt aveva un condensatore che poteva essere freddo mentre il cilindro era caldo. Alla fine il motore di Watt sarebbe diventato il design dominante per tutti i moderni motori a vapore e avrebbe contribuito alla rivoluzione industriale.

Un'unità di potenza chiamata Watt fu chiamata in onore di James Watt. il simbolo Watt è W ed è pari a 1/746 di potenza di cavallo, ovvero una volt volte un amplificatore.