瓦特是如何发明蒸汽机的？
1764年，学校让瓦特修理一台纽盖特蒸汽机。在修理过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的结构和原理，发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续且缓慢，蒸汽利用率低，原材料浪费。后来，瓦特开始思考改进的方法。直到1765的春天，在一次散步时，瓦特想。瓦特想出了使用独立冷凝器的最初想法。
产生这个想法后，瓦特在同年设计了一台带有独立冷凝器的蒸汽机。根据设计，冷凝器和气缸之间有一个调节阀，这样它们可以连接和分离。这样就可以将做功后的蒸汽引入缸外的冷凝器，在缸内产生同样的真空，避免了缸在制冷制热过程中的热量消耗。根据瓦特的理论，这种新蒸汽机的热效率将是纽科门蒸汽机的热效率。三次。理论上，瓦特的带分离器和冷凝器的蒸汽机明显优于纽科门的蒸汽机。但是，把理论的东西变成实际的东西，把图纸上的蒸汽机变成真正的蒸汽机，还有很长的路要走。瓦特曾努力建造过几台蒸汽机，但效果都不如纽科门的蒸汽机。它甚至到处漏气。它无法启动。虽然由于昂贵的实验，他负债累累，但他不怕困难。继续实验。当布莱克知道瓦特的目标和困难处境后，他把瓦特介绍给了一个非常富有的朋友——化学技师罗巴克。那时，罗巴克是一个非常富有的企业家。他在苏格兰的卡隆开办了第一家大型炼铁厂。虽然罗巴克当时已年近50，但他仍然对科技新发明倾注了极大的热情。他非常欣赏瓦特的新装置，当时他才三十多岁。他立即与瓦特签订了合同。
从1766开始，在三年多的时间里，瓦特克服了材料和工艺上的困难，终于在1769做出了第一台样机。同年，瓦特因为发明了冷凝器，在革新纽科门蒸汽机的过程中获得了他的第一个专利。虽然第一台带冷凝器的蒸汽机试制成功，但除了热效率显著外，与纽科门蒸汽机相比。
蒸汽机的销售
因为瓦特的蒸汽机还不理想，市场不广。当瓦特继续探索时，罗巴克本人也濒临破产。他把瓦特介绍给他的朋友、工程师兼企业家博尔顿，这样瓦特就可以得到赞助，继续他的研发工作。博尔顿四十多岁时是一名能干的工程师和企业家。他欣赏瓦特的创新精神，愿意赞助瓦特·波顿经常参加社会活动。当时，他是伯明翰著名科学协会[月亮协会]的主要成员之一。这个社团的大部分参与者是当地的科学家、工程师、学者和科学爱好者。经过博尔顿的介绍，瓦特也参加了月球协会。在月球学会的活动中，瓦特了解了更多当时人们关注的气体化学和热化学，为他后来参与水的化学成分的争论奠定了基础。
瓦特自与波顿合作以来，在资金、设备和材料方面都得到了大力支持。瓦特还生产了两台带有独立冷凝器的蒸汽机。因为没有明显的改进，这两台蒸汽机并没有引起社会的重视。这两台蒸汽机耗资巨大，使得博尔顿濒临破产。不过，他还是慷慨地赞助了瓦特。在他的支持下，瓦特坚持不懈地继续他的研究。从1769开始，他就试带了。有了带独立冷凝器的蒸汽机样机后，瓦特看到热效率低并不是他的蒸汽机的主要缺点，但根本的限制是活塞只能做直线往复运动。2008+0781年，瓦特还在参加圆月社的活动。也许是在聚会上，成员们提到了当年天文学家赫歇尔发现的天王星和行星围绕太阳的圆周运动启发了他。也许是钟里的齿轮。活塞的圆周运动启发了他。他认为把活塞的往复直线运动转变为旋转圆周运动，就可以把动力传递给任何工作机器。同年，他研制了一种叫做“太阳和行星”的齿轮联动装置。最后，活塞的往复直线运动转化为齿轮的旋转运动。为了增加轮轴转轴的惯性，圆周运动更加均匀。瓦特还在轮轴上安装了一个火飞轮。由于传统机制的重量，伟大的创新。瓦特的蒸汽机真的成了可以驱动一切的动力机。0年底，瓦特获得了发明齿轮和拉杆的机械连接装置的第二项专利。38660 . 68686868661
由于这种蒸汽机装有车轴和飞轮，此时的蒸汽机在将活塞的往复直线运动转化为车轴的旋转运动时，消耗了大量的能量。这样蒸汽机的效率不是很高，功率也不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率，增加蒸汽机的效率，瓦特在发明了齿轮连杆机构后，对汽缸本身进行了研究。他发现，虽然他把纽科门蒸汽机的内部冷凝改成了外部冷凝，但他做到了。蒸汽机的热效率有了显著的提高。然而，他的蒸汽机中由蒸汽驱动的活塞的冲程过程与纽科门蒸汽机并无不同。两者中的蒸汽都是单一的运动。蒸汽从一端进入，从另一端出来。他认为，如果蒸汽能从两端进入和排出，就能推动活塞上下运动。那么，他的效率可以翻倍。瓦特按照这个思路. 10438+0782。制造了一种带有双向装置的新气缸。瓦特获得了他的第三项专利。将原来的单缸装置改造成双向缸，并首次将引入缸内的蒸汽由低压蒸汽改为高压蒸汽。这是瓦特在改进纽科门蒸汽机过程中的第三次飞跃。通过这三次技术飞跃，纽科门蒸汽机完全演变为瓦特蒸汽机。
从最初接触蒸汽技术到瓦特蒸汽机的研制成功，瓦特走过了20多年的艰难历程。尽管瓦特多次受挫失败，但他仍然坚持不懈，锲而不舍。最后，他完成了纽科门蒸汽机的三项创新，使蒸汽机得到了更广泛的应用，成为改造世界的动力。
1784年，瓦特在用飞轮、齿轮连杆和双向装置综合组装高压蒸汽机改造纽科门蒸汽机的过程中获得了他的第四项专利。1788年，瓦特发明了离心调速器和节流阀，1790年，他发明了汽缸指示器。至此，瓦特完成了蒸汽机发明的全过程。