Μηχανές Ατμού και Βιομηχανική Επανάσταση

Η ατμομηχανή, είτε χρησιμοποιείται μόνη της είτε ως τμήμα μιας αμαξοστοιχίας, είναι η εικονική εφεύρεση της βιομηχανικής επανάστασης. Τα πειράματα του δέκατου έβδομου αιώνα μετατράπηκαν, στα μέσα του 19ου αιώνα, σε τεχνολογία που τροφοδοτούσε τεράστια εργοστάσια, επέτρεπε βαθύτερα ορυχεία και μετακόμισε ένα δίκτυο μεταφορών.

Πριν από το 1750, η παραδοσιακή αυθαίρετη ημερομηνία έναρξης για το βιομηχανική επανάσταση, η πλειονότητα των βρετανικών και ευρωπαϊκών βιομηχανιών ήταν παραδοσιακές και βασίστηκαν στο νερό ως κύρια πηγή ενέργειας. Αυτή ήταν μια καλά εδραιωμένη τεχνολογία, χρησιμοποιώντας ρεύματα και υδατοσυλλέκτες, και ήταν τόσο αποδεδειγμένη και ευρέως διαθέσιμη στο βρετανικό τοπίο. Υπήρχαν σημαντικά προβλήματα, επειδή έπρεπε να βρίσκεστε κοντά σε κατάλληλο νερό, το οποίο θα μπορούσε να σας οδηγήσει σε μεμονωμένα μέρη και έτεινε να παγώσει ή να στεγνώσει. Από την άλλη πλευρά, ήταν φτηνό. Το νερό ήταν επίσης ζωτικής σημασίας για τις μεταφορές, με ποτάμια και παράκτιο εμπόριο. Τα ζώα χρησιμοποιήθηκαν επίσης τόσο για ηλεκτρική ενέργεια όσο και για μεταφορές, αλλά αυτά ήταν δαπανηρά λόγω της τροφής και της φροντίδας τους. Για να υπάρξει ταχεία εκβιομηχάνιση, χρειάζονται εναλλακτικές πηγές ενέργειας.

Οι άνθρωποι είχαν πειραματιστεί με ατμοκίνητους κινητήρες τον δέκατο έβδομο αιώνα ως λύση προβλήματα ισχύος, και το 1698 ο Thomas Savery εφηύρε την «μηχανή του για την αύξηση του ύδατος από τη φωτιά». Χρησιμοποιήθηκε στα ορυχεία της Κορνουάλης, το οποίο αντλούσε νερό με μια απλή κίνηση προς τα πάνω και κάτω, που είχε περιορισμένη μόνο χρήση και δεν μπορούσε να εφαρμοστεί στα μηχανήματα. Έχει επίσης μια τάση να εκραγεί, και η ανάπτυξη του ατμού συγκρατήθηκε από το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, ο Savery κρατούσε για τριάντα πέντε χρόνια. Το 1712 Thomas Newcomen ανέπτυξε διαφορετικό τύπο κινητήρα και παρακάμπτει τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας. Αυτό χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στα ανθρακωρυχεία Staffordshire, είχε τους περισσότερους παλιούς περιορισμούς και ήταν δαπανηρό να τρέξει, αλλά είχε το ξεχωριστό πλεονέκτημα να μην ανατινάξει.

Στο δεύτερο μισό του δέκατου όγδοου αιώνα ήρθε εφευρέτης James Watt, ένας άνθρωπος που βασίστηκε στην ανάπτυξη των άλλων και έγινε ένας σημαντικός συντελεστής στην τεχνολογία ατμού. Το 1763 ο Watt πρόσθεσε έναν ξεχωριστό συμπυκνωτή στον κινητήρα της Newcomen που έσωσε καύσιμο. κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου εργαζόταν με ανθρώπους που ασχολούνταν με τη βιομηχανία παραγωγής σιδήρου. Στη συνέχεια ο Watt συνεργάστηκε με έναν πρώην κατασκευαστή παιχνιδιών ο οποίος είχε αλλάξει επάγγελμα. Το 1781 Watt, ο πρώην άνθρωπος Boulton και Murdoch δημιούργησε την «ατμομηχανή περιστροφικής δράσης». Αυτή ήταν η σημαντική ανακάλυψη, διότι θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη λειτουργία μηχανών, και το 1788 ένας φυγοκεντρικός ρυθμιστής τοποθετήθηκε για να κρατήσει τον κινητήρα να λειτουργεί με ομαλή ταχύτητα. Τώρα υπήρχε μια εναλλακτική πηγή ενέργειας για την ευρύτερη βιομηχανία και μετά το 1800 άρχισε η μαζική παραγωγή ατμομηχανών.

Λαμβάνοντας υπόψη τη φήμη του ατμού σε μια επανάσταση που παραδοσιακά λέγεται ότι τρέχει από το 1750, ο ατμός ήταν σχετικά αργός για να υιοθετηθεί. Πολλή εκβιομηχάνιση είχε ήδη λάβει χώρα πριν από την εξουσία ατμού ήταν σε μεγάλη χρήση, και πολλά είχαν αυξηθεί και να βελτιωθεί χωρίς αυτό. Το κόστος ήταν αρχικά ένας παράγοντας που συγκρατεί τους κινητήρες πίσω, καθώς οι βιομήχανοι χρησιμοποίησαν άλλες πηγές ενέργειας για να διατηρήσουν το αρχικό κόστος κάτω και να αποφύγουν τους μεγάλους κινδύνους. Ορισμένοι βιομήχανοι είχαν μια συντηρητική στάση που αργά στράφηκε στον ατμό. Ίσως το πιο σημαντικό, οι πρώτες ατμομηχανές ήταν αναποτελεσματικές, χρησιμοποιώντας πολύ άνθρακα και χρειάζονταν μεγάλες εγκαταστάσεις παραγωγής για να λειτουργούν σωστά, ενώ η μεγάλη βιομηχανία ήταν μικρής κλίμακας. Χρειάστηκε χρόνος (μέχρι τη δεκαετία του 1830/40) για τις τιμές άνθρακα να πέσει και η βιομηχανία να γίνει αρκετά μεγάλη για να χρειαστεί περισσότερη δύναμη.

ο βιομηχανία κλωστοϋφαντουργίας είχε χρησιμοποιήσει πολλές διαφορετικές πηγές εξουσίας, από το νερό στον άνθρωπο στους πολλούς εργάτες του εγχώριου συστήματος. Το πρώτο εργοστάσιο είχε χτιστεί στις αρχές του 18ου αιώνα και χρησιμοποίησε την υδροηλεκτρική ενέργεια γιατί τότε τα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα θα μπορούσαν να παραχθούν μόνο με μια μικρή ποσότητα ενέργειας. Η επέκταση είχε τη μορφή επέκτασης σε περισσότερα ποτάμια για τους τροχούς νερού. Όταν είναι δυνατή η χρήση ατμοκίνητων μηχανημάτων γ. 1780, τα κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα ήταν αρχικά αργά για να υιοθετήσουν την τεχνολογία, καθώς ήταν δαπανηρή και απαιτούσε υψηλό κόστος εκκίνησης και προκάλεσε προβλήματα. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου το κόστος του ατμού μειώθηκε και η χρήση αυξήθηκε. Η ισχύς του νερού και του ατμού έγινε ακόμη και το 1820 και από το 1830 ο ατμός ήταν πολύ μπροστά, προκαλώντας μεγάλη αύξηση στην παραγωγικότητα της κλωστοϋφαντουργίας καθώς δημιουργήθηκαν νέα εργοστάσια.

ο κάρβουνο, οι βιομηχανίες σιδήρου και χάλυβα αμοιβαία διεγέρθηκαν μεταξύ τους κατά τη διάρκεια της επανάστασης. Υπήρχε μια προφανής ανάγκη για ατμομηχανές άνθρακα για την εξουσία, αλλά αυτοί οι κινητήρες επίσης επέτρεψε για βαθύτερα ορυχεία και μεγαλύτερη παραγωγή άνθρακα, καθιστώντας το καύσιμο φθηνότερο και ατμό φθηνότερο, δημιουργώντας έτσι μεγαλύτερη ζήτηση κάρβουνο.

ο σιδήρου επωφελήθηκαν επίσης. Αρχικά, ο ατμός χρησιμοποιήθηκε για να αντλήσει νερό πίσω σε δεξαμενές, αλλά αυτό αναπτύχθηκε σύντομα και ο ατμός χρησιμοποιήθηκε για την εξουσία μεγαλύτερων και καλύτερων υψικαμίνων, επιτρέποντας την αύξηση της παραγωγής σιδήρου. Οι ατμομηχανές περιστροφικής ενέργειας θα μπορούσαν να συνδεθούν με άλλα μέρη της διαδικασίας σιδήρου και το 1839 χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά το σφυρί ατμού. Ο ατμός και ο σίδηρος συνδέθηκαν ήδη από το 1722 όταν ο Darby, ένας μεγιστάνας σιδήρου, και ο Newcomen συνεργάστηκαν για να βελτιώσουν την ποιότητα του σιδήρου για την παραγωγή ατμομηχανών. Ο καλύτερος σιδήρος σήμαινε περισσότερη μηχανική ακρίβεια για ατμό. Περισσότερα για τον άνθρακα και το σίδηρο.

Η ατμομηχανή μπορεί να είναι η εικόνα της βιομηχανικής επανάστασης, αλλά πόσο σημαντική ήταν αυτή σε αυτό το πρώτο βιομηχανικό στάδιο; Ιστορικοί όπως ο Deane ανέφεραν ότι ο κινητήρας είχε αρχικά μικρή επίδραση, καθώς ήταν εφαρμοστέο μόνο σε βιομηχανικές διεργασίες μεγάλης κλίμακας και μέχρι το 1830 η πλειοψηφία ήταν μικρής κλίμακας. Συμφωνεί ότι ορισμένες βιομηχανίες το χρησιμοποίησαν, όπως ο σίδηρος και ο άνθρακας, αλλά ότι οι δαπάνες κεφαλαίου έγιναν χρήσιμες μόνο για την πλειοψηφία μετά το 1830 επειδή των καθυστερήσεων στην παραγωγή βιώσιμων κινητήρων, του υψηλού κόστους κατά την εκκίνηση και της ευκολίας με την οποία μπορεί να μισθωθεί και να βγει η χειρωνακτική εργασία σε σύγκριση με ατμομηχανή. Ο Peter Mathias υποστηρίζει το ίδιο πράγμα, αλλά τονίζει ότι ο ατμός πρέπει να θεωρείται ακόμα ένα από τα βασικά τις προόδους της βιομηχανικής επανάστασης, που σημειώθηκαν κοντά στο τέλος, ξεκινώντας από ένα δεύτερο ατμοκίνητο φάση.