瓦特与蒸汽机(2)
书名:现代的历程:机器改变世界(全四册)作者名:杜君立本章字数:1428更新时间:2024-05-29 15:01:34
著名陶瓷商韦奇伍德和瓦特、博尔顿都是“月光社”的活跃分子,他率先使用蒸汽机进行原料研磨和搅拌,成为瓦特蒸汽机的第一个用户。
到1800年,已有500台瓦特蒸汽机在工作,其中38的蒸汽机用于抽水,其余的用于为纺织厂、炼铁炉、面粉厂和其他工业提供旋转式动力。
瓦特不仅极具发明创造的天赋,而且善于精打细算。这种对经济价值的追求,充分体现了现代的技术理性。他在以第三人称口吻撰写的“自传”中说:“他的脑海中始终萦绕着,如何才能制造一台既便宜又优良的发动机。”
瓦特不仅发明了蒸汽机原型,还摸索出一套对蒸汽机进行量产的工序,将它应用于博尔顿工厂。瓦特亲自对工人进行培训,将生产过程细化,每个工人只负责一个工序,从而实现了一定程度的流水化作业。
1790年,博尔顿-瓦特公司获得了蒸汽造币机的专利。在很短的时间内,蒸汽机就在世界范围内迅速改写了货币的定义。英国政府、东印度公司和许多外国政府都开始大量采用这种高效精准的硬币压印设备。
1785年,英国出现了第一家以蒸汽为动力的棉纺厂;50年后,钢铁的蒸汽机全面取代了木制水车。1813年,英国有2400台动力织布机,1820年有1.4万台,到了1833年,增长为10万台。
蒸汽机的出现,将纺织机催生的工业革命带向了更完美的境界,纺织业成为第一个因蒸汽机而走向商业化和工业化的产业。
早在1800年,一台由蒸汽机驱动的走锭纺纱机的效率就与300个工人相当。1844年,《国家的贫困》一书中写道:“一台100匹马力的蒸汽机带动5万个日产62500英里的细棉线的纱锭。在这种工厂中,1000个工人纺出的棉线相当于不使用机器的25万个工人所纺出的棉线。”
从1790年起,博尔顿和瓦特制造了一系列4——30马力和36——100马力的蒸汽机,其中20马力蒸汽机是最常用的。当时有人将蒸汽机与马进行了有趣的对比:
“一匹马一天的工作等于5~6个人一天的工作,一匹骡子的力气等于3~4个人的力气。喂养一匹马一天的花费通常是雇一个人一天花费的2~3倍,因此,可以把马力成本估算为人力成本的一半。……根据博尔顿先生的权威意见,1蒲式耳的煤,相当于8 13个人一天的劳动,也许还要更多些;这些煤的价钱很少会大于1个工人一天的工资,但是开动一台蒸汽机的花费通常为这台机器所代替的马的花费的一半多一点。”
在蒸汽机出现之前,人类社会一直受制于自身的力量。一个成年人的平均负重能力约为20公斤,而马的负重能力可达到100公斤。人类驯化马之后,可支配的力量提升了四五倍,马力也因此被用作机械功率的单位。瓦特通过测算后规定,一匹马在1分钟内把33000磅的重物升高1英尺,这匹马的功率为1马力。
一台风车的功率最大不过5马力,水车的功率更只有区区2马力;相比之下,蒸汽机的功率要大得多。一台博尔顿-瓦特公司制造的60匹马力的蒸汽机,每天工作8小时,一年的花费仅为1565英镑,约为同一时间内养一匹马的费用的五分之一;也就是说,同样成本下,蒸汽机的效率是马的300倍。
有人对当时英国的采煤业做过计算,一磅优质烟煤蕴含3500大卡的热量。一个矿工如果摄入3500大卡的食物热量,用手工工具一天可以挖出500磅煤;一部纽科门蒸汽机如果只把1的热能转化为机械能,500磅煤就可以做27马力时的功,而一个矿工一天只能做1马力时的功。也就是说,一个人可以借助蒸汽机,将自己的功率放大27倍。而且,蒸汽机永远不需要休息,而一个人或一匹马在一天里,真正的工作时间很难超过8小时。
瓦特蒸汽机不仅使煤炭成本进一步降低,也让使用蒸汽机作为动力的工厂大大降低了燃料支出,促使产品成本大减。这一方面增强了英国产品的国际竞争力,另一方面也使工人工资有了进一步提高的空间。