История развития паровых машин

ВВЕДЕНИЕ
Наука и техника являются основой существования людей в окружающем мире и важнейшей чертой современной культуры. Без науки и техники невозможно существования современного человека. Именно научно-технический прогресс формирует современное общество и определяет экономическое развитие государства в целом и любого отдельно взятого субъекта хозяйствования [12, с.3]. С глубокой древности, взяв в руки палку, и до наших дней, придумав всевозможные машины и автоматы, человек стремится сделать свою жизнь максимально комфортной [6, с.3]
Известно, что техника – это древнейший феномен, который сопровождает человека с момента его появления на Земле. Б. Франклин прямо определял человека как «tool-making animal», а К. Маркс и Ф. Энгельс отмечали, что «люди начинают отличать себя от животных, как только начинают производить необходимые им средства к жизни», а такое производство немыслимо без орудий труда, т.е. без определенной техники и технологии [11, с. 187]. Необходимо отметить, что только в ХIХ столетии техника начала осознаваться как самостоятельный феномен, и появились специфические формы его рефлексии: сначала в форме технических наук, а затем и в форме философии (во второй половине ХIХ века). Машинная техника, внедрявшаяся в производство и в жизнь, становилась в XIX веке популярным объектом философского анализа.
Формирование технических наук началось еще в XVIII веке, однако первый универсальный двигатель (паровой) к тому времени уже был изобретен и успешно совершенствовался, причем в первую очередь не учеными, а техниками-практиками; наука же паровой машиной практически не интересовалась на протяжении всего XVIII века и даже в начале века ХIХ [13, с. 187].
Актуальность работы. В анналах историко-технических изысканий не много можно встретить объектов, которые исследовались бы столь всесторонне и длительно, как паровая машина. Причины тому довольно веские. Исторически так сложилось, что с самого начала своего развития паровая машина перешагнула границы непосредственных производственно-технологических функций. Она стала не только феноменом науки и техники, но и вторглась в пределы политики, экономики, культуры, философии. Широта ареала паровой машины предопределила длительность и разноплановость ее изучения [3, с.122].
Даже сегодня, в эпоху современной начно-технической революции (НТР) огромное значение приобретает наукоемкость производства, причем научное знание, используемое в процессе производства, окупается в самые кратчайшие сроки. Ф. Энгельс обоснованно писал: «Только один такой плод науки, как паровая машина Джеймса Уатта, принес миру за пятьдесят лет своего существования больше, чем мир с самого начала затратил на развитие науки» [3, Т.2, с.215].
Актуальность работ по вопросам истории развития паровых машин весьма велика.
Цель работы – всесторонне охарактеризовать историю развития паровых машин через призму истории и философии науки.
Цель работы достигается путем решения следующих задач:
описать предпосылки появления паровых машин;
проанализировать возникновение и эволюцию понятия «паровая машина»;
оценить основные исторические подходы в теории паровых машин;
дать характеристику значения создания паровой машины;
привести обзор современных тенденций в использовании паровых машин.
1 Предпосылки появления паровых машин. Новая эра в механике и термодинамике
Известно, что качественный скачек в энерговооруженности приводит к появлению новых поколений техники. Так, паровая машина вытеснила парус, дизель и турбина вытеснили паровую машину, газотурбинный двигатель породил современную авиацию, а реактивный – ракетную технику. Тем не менее именно паровая машина стала эволюционным скачком в развитии техники, начиная от времен, когда человек изобрел колесо [9, с.54].
В развитии производительных сил человечества реконструкция энергетического хозяйства (в частности основы всякого производства – двигателя) являлась всегда одним из важнейших технических и экономических факторов. На самых ранних ступенях хозяйства вплоть до появления развитого ремесла роль двигателя исполнял сначала человек, а затем рядом с ним – животное. Но уже в период ремесленной системы производства началось внедрение примитивных двигателей, использующих силу воды или ветра, для обслуживания отдельных производств в тогдашнем хозяйстве. Развитие этих механических двигателей, в частности водяного колеса, являлось в то время экономическим фактором первостепенного значения. Водяное колесо стало тем техническим фактором, с которым был непосредственно связан новый этап в развитии производительных сил – век мануфактуры; развитие рабочих машин, т. е. таких исполнительных механизмов, которые создают непосредственно самый предмет потребления, вынуждало к переходу на новый род двигателя. Водяное колесо, будучи господствующим типом двигателя в эпоху мануфактуры, являлось и основным условием для размещения промышленных центров. Местонахождение производства зависело от существования потока воды, который нужен был для приведения в движение водяного колеса. На следующих ступенях развития производства понадобилось усовершенствование этих водяных двигателей. Но уже в конце эпохи мануфактуры сказалось несоответствие этого рода двигателя общему процессу развития производительных сил: водяное колесо сковывало их развитие и по пространственному размещению и по линии их концентрации. Из революционного фактора, каким оно было в начале своего применения, водяное колесо превращалось в реакционную силу, тормозившую переключение производительных сил на более высокую техническую основу.
Период между 1760 и 1830 гг. называют «промышленной революцией». Именно тогда появились технические решения, изменившие не только условия труда, но и содержание производственных процессов во многих отраслях промышленности. Возмутителями спокойствия, инициаторами, «возбудителями промышленности» (П. Манту) стали те, кто занимался внешней торговлей.
Промышленная революция вызвала коренной переворот производительных сил. Этот исторический процесс утвердил фабрично-машинную систему капиталистического производства с гигантским обобществлением труда рабочего класса, который стал в ходе классовой борьбы ведущей социальной силой и главным фактором революционно-освободительного движения в стране. Этот радикальный переворот в развитии производительных сил начался с внедрением рабочих машин и паровой энергетики сначала в отраслях легкой промышленности, захватив затем все основные сферы материального производства – тяжелую промышленность, транспорт и в последнюю очередь сельское хозяйство. Причем машинизация проходила в различных формах: как путем замещения традиционных ремесленных или мануфактурных производств, так и в ходе создания принципиально новых отраслей капиталистической индустрии.
Мануфактурное производство, возникшее в конце XVII века, было основано на применении мускульной силы животных и энергии воды и ветра. Но в конце XVII века, когда началось бурное развитие горнодобывающей, металлургической, металлообрабатывающей, станкостроительной и других отраслей производства возникла острая потребность в значительно более мощных источниках механической энергии. Дальнейшее развитие промышленности тормозилось отсутствием источников энергии. Развитие промышленного производства, таким образом, к концу XVII века зашло в тупик. Выход заключался в развитии тепловой энергетики, т.е. использовании энергии сгораемого топлива. Внимание изобретателей обратилось к движущей силе пара или огня [12, с.143].
Сущность первого и второго этапов промышленной революции можно определить как трудосбережение. Но второй этап особенно заметно связан с заменой ручного труда машинным, с систематическим расширением сферы последнего. Машинное производство не просто более производительное. Оно открывает совершенно новые возможности, позволяет соединить с производством науку и образование.
В целом машиной можно считать сложных посредников между человеком и предметом труда, имеющих по крайней мере два звена передачи, специфика которых в передаче усилия на рабочий инструмент, в результате чего выполняется более сложная операция3. Механизмы, которые имели больше двух звеньев, представляли собой более сложные в нормальные в нашем понимании машины. Применение пара сделало человека более независимым от природы . Постепенно паровой двигатель вытеснил водяной. В 1810 г. в Англии насчитывалось уже около 5 тыс. паровых машин 39, а в 1826 — 15 тыс. со средней мощностью в 25 л. с.40 Возникает мощная отрасль — машиностроение. А изобретение парохода и паровоза совершило такой переворот к наземном (и закончило в водном) транспорте.
Паровая машина, ставшая символом индустриализации, создавалась и совершенствовалась на протяжении ста пятидесяти лет, пока не стала универсальной. Также необходимо отметить, что создание паровой машины сопряжено с реализацией принципа органопроекции. Человек бессознательно воспроизводит самого себя в орудиях: орудия труда и оружие - это продолжение (проекция) человеческих органов. Принцип органопроекции объясняет не только возникновение первых простейших орудий, но и сложных машин. Форма паровой машины как целого не имеет, казалось бы, ничего общего с человеком, схожи лишь отдельные органы. Но когда паровая машина начинает функционировать, например, в локомотиве, то сразу обнаруживается сходство ее общего целесообразного механического действия с органическим единством жизни: питание, изнашивание частей, выделение отбросов и продуктов сгорания, остановка всех функций если, скажем, разрушена важная часть машины. Это уже не бессознательное воспроизведение отдельных органов, а проекция живого и действующего как организм существа [15, с.65].
В заключение данного раздела необходимо отметить, что промышленная революция - это не только паровая энергия, которая позволила генерировать огромное количество полезной энергии, в результате которой возникли фабрики, заводы, массовое производство, железные дороги и транспортные способы общественного пользования. Промышленная революция провозгласила человечеству о начале «первой эпохи машин», когда прогресс был обусловлен техническими инновациями.
2 Возникновение и эволюция понятия «паровая машина»
Исторически под паровой машиной понимали работающий на водяном паре тепловой двигатель только поршневого типа (других еще не было). В этом смысле сегодня почти ничего не изменилось. Необходимо все же заметить, что с появлением турбин последние стали называть еще и турбомашинами [2, с.16].
Назначением паровой машины является преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию и передача ее на вал машины. Это преобразование одного вида энергии в другой должно протекать непрерывно во время работы машины [1, с.9].
Проследим возникновение и эволюцию понятия «паровая машина».
Идея применения тепловой энергии для замены физической силы механической зародилась в глубокой древности и для того времени до· вольно удачно была разработана, но применялась, к сожалению, кастой жрецов для целей культа, для одурачивания масс. Пустой внутри алтарь, наполненный воздухом, нагревался огнем, зажигаемым во время жертвоприношения. Если жертва была угодна божеству, врата храма медленно открывались сами собой. Жертва не принималась - врата храма не открывались. Механизм был до крайности прост. Воздух, заключенный внутри жертвенника, нагревался огнем, разведенным на алтаре, расширялся и выгонял часть воды, заключенной в сферическом сосуде под алтарем, 1:1 ведро, которое благодаря этому опускалось и посредством вращения двух вертикальных столбов открывало невидимо двери храма, прикрепленные к столбам. Когда огонь тушился, воздух охлаждался, вода уходила из ведра, и двери закрывались. Интересно, что новая мысль, как теперь установлено, шла той же дорогой, которая раз уже была пройдена много веков назад человеческим гением. Человечество в конце XVII века познакомилось со свойствами водяного пара и мало-помалу научилось пользоваться им для паровых машин [2, с.12].
Первое известное устройство, приводимое в движение паром – эолопил, было описано Героном Александрийским в I веке. Оно представляло собой шар с трубками, закреплёнными по касательной. Внутрь шара наливалась вода, которая при нагреве превращалась в пар, выходивший через дюзы и приводивший шар во вращение. Значительно позже были предложены конструкции простых паровых турбин, например, в XVI в. арабским философом, астрономом и инженером Таги-аль-Диноме и в 1629 г. итальянским инженером Джованни Бранка. Разработке паровых машин способство - вали работы Джованни Баттиста делла Порта (Giovanni Battista della Porta), который в 1601 г. предложил простой способ получать пустоту (точнее – разреженное пространство) путём сгущения водяного пара в закрытом сосуде. Принцип действия и применение паровых машин был описан в 1655 г. англичанином Эдвардом Сомерсетом. В 1663 г. он опубликовал проект и установил приводимое в движение паром устройство для подъёма воды на стену Большой башни в замке Реглан. Однако всё это были лишь единичные прототипы – никто не был готов рисковать деньгами для реализации революционной концепции.
В то время как Леонардо да Винчи описал паровую машину Архимеда; француз Денис Папен создал пароатмосферную, а Т. Сэвери в 1698 г. предложил машину «для поднятия воды и для приведения в движение всевозможных мельниц двигательной силой огня», как указано в патенте, и назвал ее «Другом горнозаводчика». При использовании изобретения была опасность взрыва. Машина поглощала огромное количество топлива. Применение ее в широких масштабах не могло быть экономически выгодным. Водоподъемная машина Т. Сэвери стала «другом» после ее усовершенствования Т. Ньюкоменом и Р. Коулс. Однако при большом напоре подземных вод мощности не хватало.
Универсальный паровой двигатель двойного действия изобрел Дж. Уатт: уже применение первых двух двигателей в щества по сравнению с предыдущими решениями. «Скорость, сила, объем машины и страшный шум, производимый ею, – писал Уатт своему компаньону Болтону, – удовлетворили всех, кто ее видел, – и друзей, и недругов». Спустя всего три года фирма Дж. Болтон – Дж. Уатт установила 20 машин на рудниках в Корнуэльсе; в 1790 г. здесь уже не было ни одной машины системы Сэвери-Ньюкомен

. За десятилетие – с 1775 по 1785 гг. – введено в эксплуатацию 68 машин общей мощностью 1288 л. с., за последующее десятилетие – уже 144 мощностью 2009 л. с. За пятилетие – с 1795 по 1800 гг. – нашли применение 29 машин мощностью 1296 л. с.
В целом хроника создания представлена на рис.1.
Рис.1. Хроника создания паровых машин
К концу XIX в. паровая машина достигает высокого технического совершенства, однако она не может удовлетворять потребности быстроразвивающихся электростанций. По мере увеличения электрических мощностей на электростанциях все острее ощущалась потребность в таком двигателе, который бы сочетал в себе большую мощность с быстроходностью. Первичным двигателем, удовлетворяющим возникшим требованиям, является паровая турбина, пар для работы которой получают с помощью вертикально-водотрубных паровых котлов.
Для полноты картины проследим дальнейшее развитие тепловых машин. Первым массовым тепловым двигателем была паровая машина Уатта – поршневой двигатель, в котором потенциальная энергия сжатого водяного пара преобразуется в механическую работу. Рабочий процесс паровой машины обусловлен периодическими изменениями упругости пара в полостях её цилиндра, объём которых изменяется в процессе возвратно – поступательного движения поршня, преобразуемого с помощью кривошипного механизма во вращательное движение вала.
Как уже известно, с конца XVII до конца XIX века паровая машина была единственным распространённым тепловым двигателем в промышленности и на транспорте. Паровая машина имеет хорошие тяговые характеристики, допускает большие перегрузки и реверсирование, надёжна, проста. Коэффициент полезного действия (КПД) от нескольких процентов на начальном этапе достигает к закату эпохи паровых машин 20-25%. К недостаткам паровой машины относятся низкая экономичность, вызванная большой неизбежной передачей тела в окружающую среду, большой компенсацией и ограничение единичной мощности.
Следующим этапом развития теплотехники стал двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – тепловой двигатель, в котором топливо в смеси с воздухом сжигается внутри рабочих цилиндров и выделяющееся при этом тепло частично преобразуется в механическую работу. ДВС делятся на карбюраторные, работающие по циклу с подводом тепла при постоянном объёме и дизельные, работающие по циклу с подводом тепла при постоянном давлении.
Общими недостатками всех ДВС является отсутствие регенерации тепла выхлопных газов в цикл, что снижает их термический КПД до 40 - 50% и ограничение единичной мощности. Вслед за ДВС широкое развитие получили паротурбинные и газотурбинные установки. Паротурбинная (паросиловая) установка, состоит из парового котла с пароперегревателем, паровой турбины с системой регенерации, конденсатора и питательного насоса, работает по циклу Ренкина.
К недостаткам паротурбинных установок относятся потеря большого количества тепла из-за ограничений регенерации, вызванных свойствами влажного пара, а также сложность и дороговизна установок. 2 Газотурбинная установка (ГТУ), состоящая из компрессора, сжимающего воздух, направляющийся в камеру сгорания, камеры сгорания, в которой при постоянном давлении (цикл Брайтона) или при постоянном объёме (цикл Гемфри) происходит горение топлива и газовой турбины. ГТУ, работающие по циклу Брайтона, оснащаются регенераторами, обеспечивающими возвращение части тепла выхлопных газов в цикл.
К недостаткам ГТУ, работающим по циклу Брайтона относится то, что теплообмен в регенераторе ограничен. После сжатия в компрессоре температура воздуха резко повышается, что приводит к снижению возможности отбора тепла уходящих газов, т.е. снижает возврат тепла в цикл. Это снижает КПД и экономичность установки. К недостаткам ГТУ, работающим по циклу Гемфри относится то, что, несмотря на принципиальную возможность работать без компрессора (по циклу Ленуара) и иметь более благоприятные условия для регенерации в этих установках на практике регенераторы отсутствуют вовсе. По этой причине у них КПД ниже, чем у ГТУ, работающих по циклу Брайтона. В настоящее время наиболее перспективными признаны парогазовые установки (ПГУ). ПГУ состоит из ГТУ, работающей по циклу Брайтона и паротурбинной установки, в которой вместо парового котла используется котёл утилизатор, генерирующий пар за счёт тепла выхлопных газов ГТУ. ПГУ имеют самый высокий КПД в современной энергетике, превышающий 50%.
К недостаткам ПГУ относятся значительные потери тепла, связанные с передачей его в окружающую среду, всё та же компенсация, а так же сложность и дороговизна установок. Известны также реактивные (ракетные) тепловые двигатели. Главным недостатком этих двигателей является низкий КПД. Говоря о КПД мы везде имели в виду термический КПД.
Таким образом, исследование уровня техники показывает, что общим технологическим недостатком выше перечисленных тепловых машин является необходимость передачи в окружающую среду значительной части тепла, подведенного в цикл тепловой машины. Главным образом, поэтому они имеют низкий КПД и экономичность [4].
3 Основные исторические подходы в развитии теории паровых машин
Возникновение потребности в теплоэнергетике относится ко времени становления и развития горнорудного производства. Именно в этой сфере наиболее остро проявилась ограниченность гидроэнергетики, ее локальный характер. Пути реализации потребности в новом виде энергии базировались на открытии и изучении в XVII в. атмосферного давления, способности жидкостей и газов расширяться при нагревании, возможности многовековой строительной практики был накоплен значительный опыт конструирования различных механизмов, т. е. сформировалось эмпирическое техническое знание. Слияние воедино всех трех факторов и положило начало развитию теплоэнергетики [11, с.45].
Со времён паровой машины Уатта, первого массового теплового двигателя, до сегодняшнего дня теория тепловых машин и совокупность технических решений по их реализации прошли длительный путь эволюции. Данное направление технической эволюции породило огромное количество конструктивных разработок и связанных с ними физических процессов, общей задачей которых было преобразование тепловой энергии в механическую работу [3, с.122].
Исторически генезис теории паровой машины связан, с одной стороны, с рядом естественнонаучных знаний и открытий с последующим их практическим воплощением, а с другой - с определяются основные габаритные размеры.
У истоков формирования термодинамической теории паровых двигателей стояли такие исторические личности как Клаузиус, У. Ранкин, Г. Цейнери.
Ренкин Уильям Джон (1820–1872) - один из основоположников технической термодинамики. Выполнил обширные экспериментальные исследования термодинамических свойств водяного пара; разработал первичную тепловую теорию паровых машин. Автор знаменитого «цикла Ренкина» – основы всех современных паротурбинных циклов; автор учебника по технической термодинамике, выдержавшего в Англии 14 изданий и в течение пятидесяти лет остававшегося основным учебником; дал общую теорию бинарных циклов (двух совмещенных циклов, каждый из которых работает с использованием различных рабочих тел).
Клаузиус Рудольф (1822–1888) - сформулировал основные положения Второго Закона термодинамики; ввел новый параметр состояния вещества – энтропию; установил уравнение состояния реальных газов; автор теории «тепловой смерти Вселенной».
Цейнер Густав Антон (1828–1907) - автор всемирно известного учебника по технической термодинамике; один из творцов теории паровых машин – ведущий специалист в этой области знаний; впервые предложил графический метод расчета золотникового парораспределения; предложил формулу для показателя адиабаты влажного пара, которая использовалась в расчетах паровых машин и турбин более 130 лет. Более детально их заслуга в становлении и развитии теории паровых машин будет рассмотрена ниже.
Если Ренкин, Клаузиус Цейнер и др. много сделали в создании термодинамической теории паровой машины, то Гирна заслуженно можно считать творцом экспериментального исследования ее. Ему принадлежат наиболее важные опыты по исследованию машин, которые привели к ряду весьма интересных заключений, проливших свет на особенности работы в них пара, заставившие произвести некоторые существенные изменения в их конструкции.
Создание термодинамики вызывалось требованиями развивающегося производства и его механизации. Дело в том, что паровые машины (являвшиеся в то время единственными тепловыми машинами), созданные для заводских целей в начале второй половины XVIII в. (Ползунов и Уатт), быстро распространившись, являлись уже достаточно надежными двигателями, прочно завоевавшими свое место во всех отраслях промышленности, железнодорожном и водном транспорте. Применение паровых машин способствовало концентрации и увеличению мощности и экономичности промышленных предприятий.
Суммарная мощность паровых машин от года к году значительно возрастала. К началу второй половины XIX в. суммарная мощность паровых машин составляла 4 млн. л. с. Значительная роль, которую стали играть в промышленности паровые машины, вызывала необходимость повышения надежности их работы, увеличения мощности, экономичности и компактности. Выполнение этих требований было возможно при тщательном изучении физических особенностей осуществлявшихся в машинах тепловых процессов и установлении определенного комплекса научных знаний. Это явилось основной и первичной задачей термодинамики [16, с.67].
Огромный вклад в развитие теории паровой машины внес английский инженер и исследователь Дж. Уатт. Начав с работы по ремонту модели паровой машины Ньюкомена Коули в университете в Глазго, ученый увенчал свой творческий путь созданием универсального теплового двигателя. Им были впервые разработаны и реализованы на практике такие важнейшие конструктивные и технологические решения как отделение конденсатора от цилиндра двигателя, более раннее прекращение впуска пара в цилиндр и расширение пара на значительной части хода поршня,Введение

попеременной подачи пара с помощью золотника в различные полости цилиндра, применение махового колеса, центробежного регулятора скорости и так называемого "параллелограмма Уатта" для передачи движения от поршня к балансиру. Все эти нововведения были предопределены необходимостью совершенствования теплового двигателя и в первую очередь повышения его экономичности. Проблема улучшения эффективности паровой машины была успешно решена ученым. Как замечает И. Я. Конфедератов, "Уатт сделал главное дело своей жизни: снизил расход топлива в паровой машине в 2,7 раза" [3, с. 124].
Уаттом: выполнено немалое количество чертежей, которые являются проектно - конструктивными проработками как двигателей в целом, так и их отдельных узлов и деталей. В заявке на применение расширения пара в цилиндре паровой машины английским изобретателем впервые графически представлен запатентованный им процесс в виде диаграммы давления, изменяющегося по ходу поршня. Таким образом, Уаттом были заложены основы графического изображения функционирования тепловых двигателей и параметрического анализа изменения состояния рабочего тела.
Необходимо отметить, что на первых этапах развития теории паровой машины переток знаний, научных импульсов шел от практики, а не к ней. Естествознание отставало. Причем это касается как фактического материала, что уже отмечалось, так и концептуальных построений, гипотез, теорий. Большое значение для оживления естественнонаучной: мысли имели изобретения Уатта."Основное теоретическое решение Уатта, - говорится в одной из биографий ученого, - завершение и теоретического, и реального цикла парового двигателя путем введения в паросиловую установку конденсатора... исходило из правильного понимания процесса парообразования и конденсации как смены состояний одного и того же рабочего тела, переводимого по желанию конструктора из жидкого состояния в газообразное, а из газообразного в жидкое" [3, с. 71].
Таким образом, с помощью практики было сказано то, что еще только предстояло изложить С. Карно в его знаменитом мемуаре. А пока что термодинамические положения не были осознаны и сформулированы. Функционирование паровых машин не рассматривалось как форма реализации естественнонаучных процессов природы и законов их протекания. Отсутствие термодинамической теории исключало возможность принципиально научного обоснования работы любой теплосиловой установки. Поэтому не было и не могло быть не только целостной теплотехнической теории, но и сформировавшейся науки о паровой машине.
Изыскания в области свойств пара, продиктованные производственными потребностями, впоследствии получили дальнейшее развитие. В изучение вопроса включалось все больше исследователей, в том числе и физиков (Дж. Дальтон, Ж- Гей-Люссак, П. Дюлонг, Ф. Араго и др.), которые рассматривали широкий круг вопросов, важнейшими из которых были связь между давлением и температурой, связь между удельным объемом и давлением, количество тепла, необходимое для нагревания жидкости и обращения ее в пар, закон изменения давления пара при увеличении объема.
На основании изысканий были составлены таблицы и построены графики, выведены формулы, что отличает данный период от времени Уатта. Все формулы отличались большой сложностью и плохо согласовывались с теплотехнической практикой. В результате они не получили широкого применения. Исключение составляет предложенная Т. Тредгольдом параметрическая зависимость между температурой и давлением.
В систематизации теории паровых систем необходимо отметить Тредгольда и особенно Ж. Понселе, который с помощью введения уточняющих, поправочных коэффициентов решает проблему унификации формул с тем, чтобы их уже можно было использовать для различных категорий машин. Одновременно начинают разрабатываться вопросы динамики и прочности паровых машин.
Таким образом, в первые десятилетия XIX в. успешно развиваются отдельные направления теории паровых машин. Общей, объединяющей все эти ветви характеристикой являлась по-прежнему их полная производственно-эмпирическая детерминация. Это в свою очередь предопределяло, во-первых, их фрагментарность, а во-вторых, сугубо утилитарно-прикладное значение. Принципиальное изменение в теории паровой машины связано с именем французского инженера и исследователя С