rivoluzione industriale & macchina a vapore

La prima rivoluzione industriale si ebbe tra il 1770 e il 1830, coinvolgendo in primo luogo il territorio inglese. Venne chiamata "rivoluzione" in quanto determinò un radicale cambiamento nei modi e nelle condizioni di produzione dei beni manifatturieri  e in tutti i settori della vita economica e sociale.

Nella fase pre-rivoluzionaria il prodotto veniva lavorato dividendolo in più fasi, ognuna delle quali si svolgeva in luoghi distanziati. Spesso poi, accadeva che alcuni prodotti venivano fabbricati direttamente da coloro che poi li utilizzavano ( si pensi agli attrezzi usati nell’agricoltura).

Il nuovo sistema industriale, invece, prevedeva l'impiego di operai che lavoravano all'interno delle fabbriche e la sostituzione delle fonti di energia tradizionale (animali, vento e acqua) con fonti combustibili (carbone) che permisero l'introduzione delle macchine a vapore.

MACCHINA A VAPORE Le macchine o motrici a vapore forniscono lavoro meccanico sfruttando il movimento alternativo di uno stantuffo che si sposta all’interno di un cilindro nel quale si espande il vapore d’acqua surriscaldato. Fornì il primo metodo per produrre lavoro meccanico indipendentemente dalla disponibilità di corsi d’acqua o di venti di sufficiente potenza sin d’allora sfruttati.

Savery Nel 1698 Thomas Savery (1650-1715) brevettò una pompa per il sollevamento dell'acqua mediante la pressione del vapore. Questa macchina aspirava l'acqua in cilindri entro i quali era stato creato il vuoto mediante condensazione di vapore. L'altezza massima di aspirazione era quindi di circa 9 metri. Nel 1698 a Savery venne concesso il brevetto per la sua macchina chiamata "L'Amico del minatore" capace di "tirare su l'acqua col fuoco" e per qualsiasi altra macchina che prevedesse l'uso del fuoco.

2Cilindro-Pistone (aperto sopra) 3Bilanciere 4Pompa LA MACCHINA DI SAVERY Caldaia Cilindro Iniettori di acqua fredda   1Caldaia 2Cilindro-Pistone (aperto sopra) 3Bilanciere 4Pompa 5Serbatoio acqua di raffreddamento  

Questa macchina aspirava l'acqua in cilindri entro i quali era stato creato il vuoto mediante condensazione di vapore. L'altezza massima di aspirazione era quindi di circa 9 metri.Gli venne poi concesso il brevetto per la sua macchina chiamata "L'Amico del minatore" capace di "tirare su l'acqua col fuoco" e per qualsiasi altra macchina che prevedesse l'uso del fuoco. Per far salire ulteriormente l'acqua aspirata, all'interno dei cilindri si tentò di immettere vapore a pressione più alta di quella atmosferica. Quando Savery tentò di raggiungere pressioni di 8-10 kg/cm² scoppiarono le caldaie e i tubi.

NEWCOMEN Thomas Newcomen (battezzato il 24 febbraio 1664, morto il 5 agosto1729) fu un fabbro e inventore nato a darthmouth. Lo si ricorda spesso come il padre della rivoluzione industriale, soprattutto per il suo progetto del motore a vapore omonimo. Nel 1698 Thomas Savery brevettò una pompa per il sollevamento dell'acqua mediante la pressione del vapore. Venne quindi usato per la prima volta in quello stesso anno in una miniera di carbone nei pressi di dudley, nelle west midlands.

La macchina a Vapore di Newcomen, più evoluta rispetto a quella di Savery, dovette aspettare fino al 1712 per essere costruita. La macchina era chiamata a "pressione atmosferica" perché il vapore era usato a bassa pressione. La reale forza di questa macchina era il vuoto che si creava quando il vapore acqueo si condensava.

LA MACCHINA A PRESSIONE ATMOSFERICA Caldaia Cilindro-Pistone (aperto sopra) Bilanciere Pompa Serbatoio acqua di raffreddamento   di Thomas Newcomen (1712)

Watt Introdusse il "doppio effetto" ovvero l'immissione di vapore in maniera alternata alle due estremità del cilindro, in modo da azionare il pistone sia nella corsa di andata che in quella di ritorno. Infine inventò l'indicatore per misurare la pressione del vapore durante tutto il ciclo di lavoro del motore.

MACCHINA A VAPORE A DOPPIO EFFETTO J. WATT 1) bruciatore 2) serbatoio della caldaia 3) cassetto di distribuzione 4) valvola mobile 5) eccentrico 6) sistema di leve 7) cilindro principale 8) pistone principale 9) condensatore 10) vasca 11) iniettore di acqua fredda 12) pompa dell'acqua di caldaia 13) pompa dell'acqua di raffreddamento 14) sfioratore 15) bilanciere 16) biella-manovella 17) volano 18) pulegge 19) cinghia 20) asta del pistone principale 21) parallelogramma articolato 22) regolatore centrifugo a sfere 23) valvola a farfalla di immissione vapore

Il vapore entra il cilindro attraverso una valvola di immissione poco prima che la corsa precedente abbia termine, così da ammortizzare il moto dello stantuffo mediante un cuscino fluido. Dopo un certo periodo di tempo la valvola di immissione viene chiusa e l’espansione del vapore determina lo spostamento dello stantuffo che compie una corsa attraverso il cilindro.

Poco prima che tale corsa abbia fine viene aperta una valvola di scarico che determina la fuoriuscita del vapore. Quasi contemporaneamente dall’altra parte dello stantuffo viene immesso da una seconda valvola di ammissione del vapore che, espandendosi, provoca il ritorno dello stantuffo.

Durante la corsa di ritorno la valvola di scarico viene chiusa ed il poco vapore rimasto nel cilindro viene compresso fino quando, poco prima di tale corsa, non viene nuovamente aperta la valvola di immissione, e quindi introdotto del nuovo vapore

Camilla Chello & Valerio Piacentino Piscitelli Realizzato da: Camilla Chello & Valerio Piacentino Piscitelli   Animazioni sul sito: http://www.racine.ra.it/ungaretti/SeT/macvapor/home.htm