James Watt: Hayatı, Buhar Makineleri ve Sanayi Devrimi

James Watt (1736-1819), Sanayi Devrimi'nde önemli bir rol oynayan buhar makinesinde önemli iyileştirmeler yapan İskoç bir mucit ve makine mühendisiydi.

1765 yılının mayıs ayında bir öğleden sonra, İskoçyalı mühendis James Watt dünyayı değiştirecek bir hamle yaptı. Buharlı makineleri daha kullanışlı ve daha güçlü kılacak olan zekice bir buluştu bu. James Watt'ın bu icadı ve benzerleri sayesinde buhar, Sanayi Devrimi'nin itici gücü oldu.

James Watt kimdir?

İngiliz mühendis Thomas Newcomen (1663-1729), ilk kullanışlı buhar makinesini 1712'de yaptı. Bu aygıt, maden ocaklarında biriken suyun çıkarılması amacıyla kullanılıyordu. James Watt'ın doğduğu dönemde İngiltere'de yaklaşık 100 Newcomen makinesi vardı. Başka ülkelerde de makineden yararlanılıyordu.

Newcomen'in buluşu, bir pistonun büyük ve geniş ağızlı, dikey bir silindir içinde atmosferik basınçla itilmesi ilkesine dayanıyordu. Bu durum ancak silindirin içinde, pistonun alt kısmında vakum oluşursa gerçekleşebiliyordu. Newcomen, gerekli vakumu, silindirin içindeki buharı, suyun içine geri vererek yoğunlaştırma yoluyla elde etti. Bu, buhar hacminin ancak çok az bir bölümü demekti. Bir dizi supap aracılığıyla buhar silindirin içinde dolduruluyor, sonrasındaki buhar yoğunlaştırmak için üzerine soğuk su püskürtülüyordu. Pistonun her inişinde silindir soğuyor ancak bir sonraki iniş için hazır olan buhar onu tekrar ısıtıyordu, bu da makinenin verimini büyük oranda azaltıyordu. James Watt'ın 1765'te o gün dikkat ettiği olgu buydu.

James Watt İskoçya'da, Glasgow'un batısında yer alan, Clyde Irmağı kıyısındaki Greenock kasabasında doğdu. Babası, gemi araçları yapımcısıydı. Onun vermiş olduğu alet kutusunu kullanan Watt, küçük yaşlarından beri hünerli bir zanaatkar olmuştu. Londra ve Glasgow'da birer yıl çalıştıktan sonra, teodolit ve pusula gibi, matematikle ilgili araçlar yapmayı öğrendi. Bütün amacı, kendi iş yerini açmaktı. Glasgow Üniversitesi'ndeki bir profesöre ait bozuk bir aleti onardıktan sonra, atölye olarak kullanması için Watt'a üniversiteden bir oda ayrıldı. Geleceğin ünlü bilim insanı, matematik ve müzik araçları yapıp satarak hayatını kazanmaya başladı.

James Watt ve makineleri

James Watt'ın devir hareketli makinesinin, 1780'lerde yapılan bir çizimi.
Watt'ın devir hareketli makinesinin, 1780'lerde yapılan bir çizimi. Kazanda (solda) elde edilen buhar, silindire giriyor, burada bulunan piston yukarı-aşağı yönde çalışıyordu. Pistonun her aşağı inişinde piston kolu döner kirişin bir ucunu aşağıya çekiyor, öteki ucuysa dişli takımının yardımıyla büyük volanı döndürüyordu.

1763'te James Watt, Newcomen makinesinin bir modeli üzerinde deneyler yapmaya başladı. Newcomen'in buluşunun çok fazla yakıt, buhar ve ısı harcadığını gördü. Watt'ın 1765'te geliştirdiği büyük düşünce, "bağımsız soğutucu"ydu. Onun tasarımına göre, buhar silindirden ayrı, ama ona bitişik bir haznede yoğunlaştırılıyordu. Hazne düşük bir sıcaklıkta tutuluyor, böylece silindirin kaynama noktasında kalabilmesi sağlanıyordu. Watt buluşunun patent hakkını 1769'da aldı. Girişimci mühendis Matthew Boulton (1728-1809), 1775'te Watt ile işbirliğine gitti. Watt'ın 1800'de iş yaşamından çekilmesiyle sona eren bu birliktelik sanayide buhar makinelerinin kullanılması alanında tam bir devrime yol açtı.

1872'ye kadar buhar makineleri yalnızca, maden ocaklarında biriken suları boşaltmak amacıyla kullanılıyordu. Aynı yıl, Boulton'un isteği üzerine Watt, buhar makinelerinin doğrusal yerine dairesel hareket üretmesini sağlayacak bir yöntem geliştirdi. Bu yöntemin uygulanması sonucunda ortaya çıkan "devir hareketli" buhar makineleri, birdenbire büyük başarı kazandı. Çok geçmeden, Watt'ın makineleri tekstil fabrikalarında, dökümhanelerde, değirmenlerde, bira fabrikalarında ve kağıt üretim tesislerinde çalışmaya başladı.

Buhar gücünden yararlanma alanında, Watt başka önemli gelişmelere de imza attı. Buluşlarının hepsi de zekice tasarlanmış otomatik supap sistemleriyle donatılmıştı. Bunların arasında, buharın silindire pistonun üstünden ve altından sırayla verildiği "çift etkili" makine 1782'de üretilmiştir. Watt ayrıca, buhar basıncı ölçme aygıtı ve buhar makinesinin verimini ölçme yöntemi geliştirdi. 1788'de, makinenin hızını otomatik olarak düzenleyen ve "regülatör" adını verdiği bir aygıt yaptı.

Aynı zamanda değerli bir inşaat mühendisi olan James Watt, kanal projelerinde de çalıştı. Watt'ın buluşlarından bir diğeri de, mektupların kopyasını çıkarmaya yarayan ve çok yaygın olarak kullanılan bir aygıttır. Lakin buhar, onun yaşamının odak noktasıydı. Bu alanda yaptığı başarılı çalışmaları için tüm dünyada güç birimi olarak "watt" kullanılır.

Lunar Society

Watt, Lunar Society adıyla bilinen çok önemli bir kuruluşun üyesiydi. Bu grup, bilim insanları, mühendisler, sanayiciler, felsefeciler, doktorlar, ressamlar ve şairlerden oluşuyordu.

Dernek üyeleri, teknolojinin, bilimin ve aklın toplumu biçimlendirdiği ve biçimlendirmesi gerektiğine inanmaya başladığı Aydınlanma Çağı'nın ruhuna inanmış entelektüllerin tipik örnekleriydiler. Düzenli toplantılar, kendisi de derneğin bir üyesi olan Matthew Boulton'un evinde gerçekleştiriliyordu. Grup üyeleri, toplantıların dışında, sürekli mektuplaşıyordu.

Lunar Society, İngiltere'nin köylü, çiftçi toplumunu bir sanayi toplumu haline getirme yolunda çok önemli bir kuruluştu. Sanayi Devrimi'nin devrimci komitesi olarak nitelendiriliyordu. Derneğin adı, dolunaydan hemen önceki pazartesi günleri toplanılmasından gelmekteydi. Ay ışığı, üyelerin karanlıkta evlerine daha kolay dönmelerini sağlıyordu.

James Watt hakkında sık sorulanlar

James Watt kimdir?

James Watt 18. yüzyılda yaşamış bir mucit ve alet yapımcısıydı. Watt bir dizi endüstriyel teknolojiyi icat etmiş ve geliştirmiş olsa da, en çok buhar makinesinde yaptığı iyileştirmelerle hatırlanmaktadır. Watt'ın buhar makinesi tasarımı kendi icatlarından ikisini içeriyordu: ayrı kondansatör (1765) ve paralel hareket (1784). Diğerlerinin yanı sıra bu cihazların eklenmesi, Watt'ın buhar makinesini diğer buhar makinelerinden daha verimli hale getirdi.

Watt'ın buhar makinesine katkısı neydi?

Watt'ın buhar makinesine en önemli katkısı ayrı bir kondansatör geliştirmesiydi. Watt, buharın yoğunlaşmasını ana silindirden ayırarak motorun verimliliğini büyük ölçüde artırmayı başardı.

James Watt'ın buhar makinesi Sanayi Devrimi'ni nasıl geliştirdi?

Watt'ın buhar makinesi fabrikaları, değirmenleri ve diğer makineleri güvenilir bir güç kaynağıyla çalıştırmayı mümkün kıldı. Motor ayrıca lokomotiflere, gemilere ve diğer ulaşım biçimlerine güç sağlamak için de kullanıldı.

James Watt'ın icatları toplumu nasıl etkiledi?

Watt'ın icatları, yeni endüstrilerin ortaya çıkmasını sağladıkları ve mevcut endüstrilerin verimliliğini büyük ölçüde artırdıkları için toplum üzerinde derin bir etkiye sahipti. Buhar makinesinin ulaşım üzerinde de önemli bir etkisi olmuş, insanların ve malların daha önce hiç olmadığı kadar hızlı ve verimli bir şekilde taşınmasını sağlamıştır.

James Watt'ın Matthew Boulton ile ortaklığının önemi neydi?

Watt'ın Matthew Boulton ile ortaklığı buhar makinesinin başarısı için kritik öneme sahipti. Boulton, Watt'a finansal destek ve iş uzmanlığı sağlayan başarılı bir girişimciydi. Birlikte, endüstri ve ulaşımda devrim yaratmaya yardımcı olan buhar makinesini üretmeyi ve pazarlamayı başardılar.

Watt, adını James Watt'tan mı alıyor?

Evet. James Watt'ın endüstri verimliliğine yaptığı katkı, watt'a (W) onun adı verilerek anıldı. Watt, Uluslararası Birimler Sistemi'nde (SI) saniyede yapılan bir joule'lük işe eşit olan güç birimidir. Watt, 1960 yılında 11. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı'nda bir SI birimi olarak kabul edilmiştir. Günümüzde çoğu elektrikli cihaz watt cinsinden derecelendirilmektedir.

Buhar makinesini James Watt mı icat etti?

James Watt buhar makinesini icat etmedi. Ancak motor aparatlarını geliştirdi. 1764 yılında Watt, Newcomen buhar makinesinde bir kusur gözlemledi: Çok fazla buhar israf ediyordu. Watt bu israfın buhar makinesinin tek silindirli tasarımından kaynaklandığı sonucuna vardı. Watt 1765 yılında Newcomen buhar makinesinin ürettiği atık miktarını azaltmak için ayrı bir kondansatör tasarladı. Watt bu cihazın patentini 1769 yılında aldı. 1776'da Watt ve iş ortağı Matthew Boulton, ayrı kondansatörlere sahip iki buhar makinesi kurdu. Modifiye edilmiş buhar makineleri sadece atıkları azaltmakla kalmadı, aynı zamanda yakıt maliyetlerini de düşürdü. Watt sonraki birkaç yılını tasarımını geliştirerek geçirdi ve "güneş ve gezegen" dişlisini (1781), çift etkili motoru (1782), paralel hareketi (1784), volanı (1788) ve basınç göstergesini (1790) ekledi.

Kaynaklar: