“Mater artium necessitas
(İcatlar ihtiyaçlardan doğar.)”
Lucius Apuleius
Suyun ısıtılması sonucu çıkan su buharının kapalı alanda bir gücü olduğu Denis Papin‘ ce [*] 17 ci yüzyılda ortaya konmuştur. Bu gücü mekanik harekete dönüştürecek düzeneği de 1776 yılında James Watt buldu [**]. Bu buhar makinasıdır (yukarıdaki resim).
Watt‘ ın buluşundan yararlanan George Stephenson, (9 Haziran 1781-12 Ağustos 1848) ilk buharlı lokomotif olan rocketi tasarlayan İngiliz makine mühendisidir. Demir yollarının baba adamı olarak ta bilinir. Tasarladığı rocket adlı lokomotif, 1829 yılında, Liverpool-Manchester hattında, saatte 22 km hızla, 12 942 kg yükü çekti.
Stephenson ilk olarak Newcastle’da bir kömür madeninde işe başladı. Burada kömür yüklü kantarları çekenilecek lokomotifler yaptı. İlk olarak kömür ile çalışan lokomotifleri inceledi. Daha sonra buharlı makineler hakkında bilgisi arttı. On yıl içinde bunları da yapmaya başladı.
Stephenson 1814′te kömürle çalışan bir gezi lokomotifi tasarladı. Bu 30 tonu çekebiliyordu. Kömürle çalışan flanşlı, rayları tam kavrayabilen tekerleri icad etti. Daha sonra bunu buharlı lokomotiflerine uyguladı.
Watt buhar gücünü mekanik harekete çevirip, ortaya bir makina koyunca bunun gücünü belirtecek bir güç birimi bulma gereksinimini duydu. O güne kadar herkes, hareketli araç olarak at arabaları kullanmaktaydı. Bunlar tek atlı, iki atlı, 4 ya da 6 atlı (diligence denilen kentler arası işleyen yolcu arabaları) biçiminde dağılım gösteriyordu. Bu yüzden güç deyince halkın aklına arabalara koştukları beygirlerin güçleri gelmekteydi.
İşte bu yüzden İskoçyalı mühendis, fizikçi James Watt, ürettiği buhar makinelerinin iş yapabilme yeteneklerini müşterilerinin kolayca var olan sistemlerle karşılaştırabilmeleri amacı ile 1872 yılında “Beygir Gücü” kavramınını kullanmıştır.
Watt, bir atın bir 12 fit yarıçaplı bir değirmen çarkını saatte 144 kez ya da dakikada 2,4 kez çevirebildiğini, çarka uyguladığı kuvvetin 180 libre-kuvvet olduğunu öngörerek aşağıdaki hesabı yapmıştır.
1 ft (fit) = 0,3048 m
1 libre = 0,45359237 kg
1 lbf (libre-kuvvet) = g × 1 libre = 9,80665 m/s2 × 1 lb × 0,45359237 kg/lb = 4,44822 kg·m/s2 = 4,44822 N
İş = Kuvvet x Yol ; Güç = İş / Zaman ; Güç = (Kuvvet x Yol) / Zaman
söylemlerinden
buradan çıkan 32.572 sonucunu 33.000′e yuvarlatan Watt bu rakamı 1 Beygir gücü olarak tanımlamıştır.
Günümüzde James Watt’ın adı ile anılan SI güç birimi Watt olarak, 1 BG: ya da W olur.
Belirtilmemişse otomobil motor güçlerinin tanımlanmasında kullanılan BG, hp ya da PS olarak söylenen güç birimi, genellikle metrik beygir gücü olarak adlandırılır.
1 metrik BG ya da PS: 735,49875 W’a eşittir.
[Bazı alıntılarla telif edilmiştir]
——————————————–
[*] Denis Papin(1647 Chitenay-1714 Londra), Fransız fizikçi. 1673′te Paris’te fizikçi Huygens‘in yardımcısı olarak çalıştı. İngiltere’ye geçerek Boyle ile birlikte araştırmalar yaptı. Burada, sonradan düdüklü tencerenin esin kaynağı olan ve “Papin Tenceresi” diye anılan tencereyi icat etti; hava boşaltma makinesi ile püskürtme makinesini geliştirdi (1679). Marburg Üniversitesi’nde matematik ile fizik okuttu. Maden ocaklarını havalandırmak için vantilatörler yaptı; ocak körükleri ile tuz kurutma makineleri oluşturdu. İlk buharlı gemiyi yaptıysa da geminin İngiltere’ye gitmesi, mavnacılar tarafından engellendi.
[**] Tam kapsamlı bir buhar makinesi geliştirmeye çalışan James Watt’a Carron Demir İşleri şirketinin kurucusu Joh Roebuck maddi olarak destek olmuştur. Hemen başarılı olmayan tasarım maddi sıkıntıya düşünce Watt 8 sene anketçilik yapmıştır. Roebuck iflas edince, Matthew Boulton patent haklarını satın almış, Watt ile 25 yıl sürecek başarılı bir ortaklığa imza atmıştır.
Sonunda 1776′da başarı ile üretilen buhar makineleri ticarî olarak satılmaya başlamış, çoğunlukla madenlerden suyu pompalamak için istem gelmiştir. Geniş kullanımı, Boulton‘un önerisi ile ileri-geri hareketin Watt tarafından dönüş hareketine çevrilmesiyle başlamıştır. Sonraki 6 yıl içinde tasarımda çeşitli iyileştirmelerde bulunan Watt, gücü kontrol etmek için valf ile buhar basınç göstergesi eklemiştir. Bu gelişmeler ile Heathfield’in buhar makinesinden 5 kat daha verimli bir makine ortaya çıkmıştır.
Yalnızca bu konu için değil aslında bir çok konuda yararlı ve kullanışlı kaynakları bu adreste bulmak mümkün. Web sitenizdeki tüm yayınları yakından takip ediyoruz kaliteli bir site emeği geçen ekibinize teşekkür ederiz.