İngiltere'deki komur madenlerinde durum gittikce daha tehlikeli bir hal alıyordu. Surekli artan komur talebi, kuyuların daha cok derinleştirilmesini gerektiriyor, dolan suları boşaltmak gittikce gucleşiyordu. Britanya ekonomisinin en onemli sorunu durumuna gelen suları boşaltma işi icin butun muhendisler seferber olmuşlardı.
XVII. yuzyılın sonlarında bu muhendislerden biri, Thomas Savery (1650-1715), bilim yayınlarına goz gezdirirken Hook'un, Papin'in makinesinden soz eden bir yazısına rastladı. Savery, Hook'un eleştirmelerine rağmen, icadın işe yarar olabileceğini tahmin etti. Bunun icin de, ne gibi yenilikler getirilmesi gerektiğini tasarlayarak hemen işe koyuldu.
Savery, pratik bir buhar makinesinin ihtira beratını, (patent) 1698'de aldıktan sonra makineyi once kralın, ertesi yıl da Royal Society onunde denedi. Papin'in makinesine, musluğa bağlı boruyla, istenildiği anda eksilen suyun yenilenebileceği buyuk bir kazan eklemişti. Burada kaynatılan su, ani bir soğuk su akımıyla sıvılaştırılıyor, boylece borunun icinde boşluk meydana geliyor, sonra dışarı atılacak su bu boşluğa doğru akıyordu. Bundan sonra kazan yeniden ısıtılıyor ve işlem tekrarlanıyordu.
Papin'in makinesindeki gibi piston yoktu ve mekanizması da daha sadeydi. Ağır işlemekle birlikte (dakikada dort darbe), hic değilse duzgun calışıyordu. Ancak, iki buyuk sakıncası vardı. Once cok masraflıydı (75 lire suyu bir metre kaldırmak icin 16 kilo komur yakmak gerekiyordu), sonra, tulumba ne kadar yuksekse, buhar basıncının da o oranda yuksek olması gerekiyordu. Oysa basınc 8-10 atmosferi bulduğunda ısı oylesine yukseliyordu ki, lehimler eriyor, yarattığı gucun etkisiyle kazan patlıyordu.
Savery, patlamayı guven altına almak ve kazandaki basıncı kontrol edebilmek icin Denis Papin'in 17 yıl once Londra'dayken icat ettiği aygıtı kullanmayı duşunememişti. Fransız bilgini 1681'de, en sert etleri bile kısa zamanda pişirmeye yarayacak bir tencere icat etmişti. Bu, aslında, bugun kullandığımız "duduklu tencere"nin ta kendisiydi. İcindeki basıncı bilmek icin bir supap yerleştirmiş, basıncı bir ağırlıkla dengelemişti. Bu gercek bir "guvenlik supabı"ydı ve kapsamı tencerenin yararını cok aşıyordu.
Burada Papin ve Savery'nin amaclarının ayrı olduğuna işaret etmemiz yerinde olur. Savery bir teknisyendi ve maden ocaklarındaki suların boşaltılması gibi somut bir soruna eğilmişti. Bunu cozumleyince, daha oteye gitmek aklından gecmiyordu. Papin, onun tersine, bir bilgindi. Huygens'in kendisine aktardığı pratik sorun, (Seine'in sularını Versay sarayının parklarına kadar yukseltmek) onun icin bir hareket noktası olmuş, dehası gittikce genişleyen bir alanda icatlara yonelmişti. Kısacası, Savery ile Papin arasında, yarar gozeten bir uygulamacıyla bir anda dunyayı sarsabilecek bir bilim adamının butun ozellikleri vardı.
1707'de altmışına varmış, hayal kırıklığına uğramış, bezgin ve kırgın bir insan olan Denis Papin, eski sorunu, Savery'nin eserinin ışığında cozumlemeye koyuldu. O sırada Savery'nin makinesi madenlerdeki suları boşaltmakta kullanılıyordu; ama suyu dışarı atacağına hidrolik bir carkın kanatlarının ustune akıtıyordu. Papin'in meydana getirdiği gulunc makine karmaşık ruhunun bir aynasıydı sanki Bir tek guc kullanacağına (sozgelişi bir buhar), buhar, hava basıncı ve ağırlıktan yararlanıyordu.
Bilgin, yine de bunu bir gemiye monte edip kureklerini cektirmeyi başardı. Gemi, Fulda uzerinde Cassel'de gercekten işledi, ama bir defaya mahsus, gostermelikti bu. Papin, kararsız kişiliğine kapılıp Londra'ya yerleşmek uzere Almanya'dan ayrıldı. Weser'deki takacılar, kendi kendine giden bu gemiyi ofkelerinden paramparca ettiler. Parasız kalan zavallı Fransız da yoksulluk ve unutmuşluk icinde yaşlanmaya boyun eğmek zorunda kaldı. Ne zaman olduğu bile tam olarak bilinmeyecek kadar unutuldu...
Savery'nin makinesi suyu 17.50 metre yuksekliğe cıkardığı ve son derece ekonomik işlediği halde, maden işletmecileri tarafından beğenilmemişti. Cunku madenler cok derin kazıldığından her 17.50 metreye bir makine yerleştirmek gerekiyordu. Ayrıca bunların işletilmesi goze alınamayacak kadar buyuk masraflara yol acacaktı.
Dartmouth'da (Devonshire) işleyen bu tur bir makine Thomas Newcomen (1663-1729) adlı bir cilingirin dikkatini cekti. Tasarılarını kendisine yakınlık gosteren buyuk fizikci Robert Hook'a acarak ondan kendisine oğut vermesini diledi.
Gunumuzde, basit bir cilingirin unlu fizikcilerden birine baş vurması ve onun tarafından da ciddiye alınması pek olağan değildir. O zamanlarda boyle şeylere hic kimse şaşmazdı. Bir icadın, bilginden cok, usta ve zeki bir işcinin eseri olabileceği akla yakın goruluyordu. Bilim ve tekniğin işbirliği yeni yeni kurulmaktaydı ve Kolomb'un yumurtası hikÂyesi her gun tekrarlanıp duruyordu. Ote yandan, bilim adamları da kendilerine fazlaca guvenen bilgicler olmasa gerekti; hatta tarihcilerin, kişiliğini alabildiğine kotuledikleri Hook bile...
Boylece Newcomen, Newton'un eşiti buyuk bilgine danışmaktan cekinmedi. Sonra da arkadaşı camcı John Cawley ile birlikte, Savery'nin ateşli tulumbasının neden bunca gucsuz ve masraflı işlediği konusunda kafa patlatmaya başladılar. İlk kusuru, buhar basıncının yetersiz olmasındandı. Basıncı artırmak icin ısıyı yukseltmek, kazanın patlamasını onlemek icin de daha kalın imal etmek gerekiyordu. Ancak, bu kalın kazan daha gec soğuyacak, yani tulumba daha ağır işleyecek dolayısıyla verim duşecekti. Makine de bu yuzden masraflıydı zaten. Isıtmak icin bir yığın komur yaktıktan sonra soğutmak icin cırpınmak, olur iş değildi doğrusu.
Newcomen, Papin'in ve Savery'nin makinelerini inceledikten sonra, ikisi ortasını buldu. İkincinin kazanını, .birincinin de pistonlu silindirini aldı. Hem kazan, hem de tulumba govdesi olarak tek bir kap kullanacağına, iki ayrı kaptan yararlanmayı duşundu. Boylece, soğutmaya ihtiyac kalmayacağından kazanı gereğince kalın imal edilebilecek; doğrudan doğruya ısıtılmayacağına gore silindirin de soğutulması kolay olacaktı.
Newcomen'in projesi 1705'te gun ışığına cıktı. Makine şoyle işliyordu: Kazanda oluşan buhar, bir silindire giderek pistonu kaldırıyor; piston dibine kadar iyice itildikten sonra soğuk su veriliyor; buhar sıvılaşınca silindirde hava boşluğu elde ediliyor; o zaman hava basıncı butun gucuyle etki yaparak pistonu aşağıya itiyordu. Sonra silindire yeniden buhar gonderiliyor işlem boylece surup gidiyordu. Piston surekli olarak inip kalkacağından, bunu bir cubukla, işletilecek tulumbaya bağlamak yeterliydi.
Savery gibi Newcomen de makinesini yalnız tulumbalarda kullanmayı duşunmekte, bunun suyu yukseğe cıkarmaktan başka bir şeye elverişli olabileceğini aklının ucundan gecirmemekteydi. Her ikisinin de tek kaygısı, suyu 10.33 metreden yukarıya cıkarmaktı. Newcomen'in makinesi, tam anlamıyla bir buhar makinesi değildi. Cunku bunda itici guc buhar değil, hava basıncıydı. Ancak bu nokta kullananları ilgilendirmiyordu. Bu makine Savery'ninkinden daha guclu, daha az masraflıydı ya, onlar icin de onemli olan buydu. Onceleri dakikada altı iniş-cıkış yaparken sonra bu on ikiye yukseltildi ve gucu de 100 beygiri buldu.
Makinenin ilk alıcısı Wolferhamptonlu bir komur madeninin sahibiydi. Makine buyuk bir başarıyla gorevinin ustesinden gelince, oteki maden şirketleri de art arda satiri almaya başladılar. Geliştirilmeye son derece elverişli oluşu makinenin satışını artırıyordu.
Gercekten, 1713'te 'prototipi' son derece ilkel olmakla birlikte hızla gelişti; yuzyılın ortalarına doğru enikonu mukemmel bir arac haline geldi. Bu gelişmelerden ilki musluklarda oldu. Uc musluktan biri silindire buhar yolluyor, ikincisi soğuk su akıtıyor, ucuncusu de suları boşaltıyordu. Muslukların elle işlemesi bir sakıncaydı elbet, cunku bir işcinin yalnız bu işle surekli uğraşması gerekiyordu. Ancak otomatikleştirme işini Newcomen mi, yoksa, Potter adlı bir işci mi gercekleştirdi, bilemiyoruz. 1713'te bu musluklar bir sicimle makinenin duzgun hareketini sağlayacak 'denge duzenleyicisi'ne (balansiye) bağlanarak işletilmeye başlandı. 1718'de Beighton adlı bir teknisyen bu ipi sokup yerine, ince bir cubuk yerleştirdi. Boylece makine kendi kendine işler duruma geldi.
Bundan sonra, kazanın geliştirilmesi işi ele alındı. Alman Jacob Leupold (1674-1727), basıncı artırmayı (1725) ve İngiliz James Brindley de (1716-1772), kazanın beslenmesini duzenli hale sokmayı başardılar/İngiliz John Smeaton (1724-1792), buharın kaybolmasını onlemek icin silindirin ve pistonun daha iyi perdahlanmasını sağladı. Kısacası, yaratılmasından bu yana yarım yuzyıl gecmeden Newcomen'in makinesi butun Avrupa'yı fethetti. Fransa'da ilk olarak 1732'de maden ocaklarındaki suların boşaltılmasında kullanıldı. Hollanda'da denizden kazanılan yerlerde aynı amaca hizmet etti. Bazı ulkelerde de şehirlere su verme ya da toprakları sulama işine yarıyordu, İngiltere'de yuzlercesi işlemekteydi. Bunlar, koca bir bina buyukluğunde dev makinelerdi. Ağır ağır gidip gelen hantal sarkacın cevresine bir yığın seyirci toplanıyordu.
Newcomen'in makinesi son 1934'te hizmetten cekildi. 1787'de yapılmış olan bu saygıdeğer kalıntı halen Barnsley (Yorkshire) adlı İngiliz koyunde bulunmaktadır. Sarkacı 7, silindiri de 3.30 metre yuksekliğindedir.
1951'de, Buyuk Britanya festivalinde işletilmesi kolay olmadı. Piston bazen inadı tutup yukselmiyor, bazen inmeyi unutuyor, bazen de yorgunluktan poflaya tıslaya duruveriyordu. Bunu da 147 yıllık hizmetten sonra hoş gormek gerekir. En iyi işlediği gunlerde, makine, her iniş-cıkışında 227 'litre suyu 40 metre yukseğe cıkartmaktaydı.
__________________
Matematik / Bilim Ateşli Tulumbalar
Üniversite Ders Notları0 Mesaj
●50 Görüntüleme
- ReadBull.net
- Kültür & Yaşam & Danışman
- Eğitim Öğretim Genel Konular - Sorular
- Üniversiteler
- Üniversite Ders Notları
- Matematik / Bilim Ateşli Tulumbalar