Първи бутален двигател Разработен е през 1690 г. от френски физик Денис Папин, а основната му цел беше да изпомпва вода. Макар и елементарна, машината на Папен работеше под атмосферно налягане и не компресира водна пара, което го ограничава по отношение на ефективността.
По-късно английският инженер Томас Сейвъри подобри този тип механизъм през 1698 г., позволявайки използването му в минната индустрия за изпомпване на вода от наводнени мини. Но тези двигатели все още имаха проблеми по отношение на надеждността и мощността. Беше през 1712 г., когато Томас Нюкомън Той усъвършенства тези постижения със своя атмосферен двигател, представяйки дизайн на вертикален цилиндър и противотежестно бутало, който революционизира използването му в минното дело и други приложения.
Технологична еволюция и пристигането на Джеймс Уат
В опит да подобри съществуващите парни машини, шотландският инженер Джеймс Уат Той направи големи крачки в проектирането на парни машини, когато през 1769 г. предложи отделен кондензатор, ключово изобретение, което повишава ефективността. Преди Watt, машината на Newcomen губи голямо количество топлина, което води до значителна загуба на енергия. Watt реши този проблем, като отдели кондензационната фаза на машината.
Сред постиженията, въведени от Watt, беше фактът, че в допълнение към възползването от вакуума, генериран от парата, той успя да накара парата под налягане да избута буталото надолу, което увеличи мощността и с това съвременна парна машина.
Парната машина и индустриалната революция
Успешното прилагане на парната машина беше един от големите импулси на Промишлена революция, което започва в Англия в средата на 18 век. Този нов източник на енергия позволи производството на промишлени стоки да се увеличи експоненциално. Първоначално парната машина е използвана главно в минното дело и за изпомпване на вода; Въпреки това, употребата му скоро се диверсифицира в други области, като напр транспорт и текстилната индустрия, революционизирайки всички тези области.
Голям напредък в използването на парен двигател Това беше в областта на транспорта, където бяха разработени първите локомотиви и парни кораби. Парната машина направи възможно свързването на географски региони, които бяха отдалечени, улеснявайки транспортирането на суровини, промишлени стоки и хора с невиждана досега скорост. Това позволи разширяването на индустриализацията в цяла Европа и други континенти през 19 век.
По-късни иновации и индустриални приложения
Непрекъснатото усъвършенстване на парните двигатели през 19 век е ключово за тяхното разпространение. Една от основните иновации беше разширителен двигател, което увеличи максимално използването на пара, като й позволи да се разшири напълно, преди да бъде изпусната, намалявайки разхода на гориво.
Друг критичен напредък беше способността да се преобразува праволинейното движение на буталото в кръгово движение, промяна, която позволи умножаването на приложенията на парната машина, от стационарни индустриални приложения, като мелници и текстилни фабрики, до задвижването на кораби и влакове , демократизиране на транспорта.
До края на 19-ти век парната енергия е възприета в почти всички индустрии и държави, което дори води до появата на нови индустриални сектори, като химическата промишленост и масовото производство на стомана и желязо.
Социално и икономическо въздействие на парната машина
Развитието и използването на парен двигател Имаше не само техническо въздействие, но и социално. В градовете въвеждането на фабрики, задвижвани с пара, промени живота на милиони хора. Преди индустриалната революция по-голямата част от населението е работило в селското стопанство; С новите фабрики обаче значителна част от селското население мигрира към зараждащите се индустриални центрове в търсене на работа. Това предизвика масова урбанизация и увеличи сложността на съвременните общества.
Освен това увеличаването на промишленото производство изисква големи количества въглища за захранване на машините, което генерира силно търсене във въгледобива. Този бум превърна някои региони в центрове на мащабен добив.
Друг важен резултат беше промяната в световната търговия. С влаковете и параходите разстоянията бяха съкратени и продуктите можеха да се изнасят на по-отдалечени пазари, като по този начин се създаде взаимосвързана глобална търговия.
Епохата на парата и нейният упадък
Въпреки положителното си въздействие за повече от век, използването на парната машина започва да намалява около 1890 г., когато двигателите с вътрешно горене и електричеството започват да изместват парата като основен източник на енергия. Въпреки това, наследството на парната машина е неоспоримо, тъй като тя постави основата за последващи технологични революции.
Възходът на парна ера Той беше ключов не само за индустриалната революция, но и за модернизацията на обществото, като промени завинаги начина, по който работим, произвеждаме и пътуваме. Неговите ефекти продължават да се усещат днес в много от технологиите, които използваме.
Парната машина не само позволява да се произвеждат повече стоки за по-кратко време, но е фундаментална за развитието на ключови инфраструктури, като железопътни линии и големи индустрии, и с това бележи началото на масовото производство. Тази иновация без съмнение беше движещата сила, която тласна човечеството към нова индустриална и технологична ера.