Williama Fairbairna

W przypadku innych osób o imieniu William Fairbairn, zobacz William Fairbairn (ujednoznacznienie) .

Sir Williama Fairbairna Bt FRS
przez Benjamina Rawlinsona Faulknera , na pierwszym planie Obserwacje zimnego podmuchu , odnoszące się do wytrzymałości i właściwości żeliwa otrzymanego z gorącego i zimnego podmuchu , zaprezentowane w British Association for the Advancement of Science w 1838 r.
Urodzić się	( 1789-02-19 ) 19 lutego 1789 Kelso , Szkocja
Zmarł	18 sierpnia 1874 (18.08.1874) (w wieku 85) Moor Park, Farnham , Anglia
Narodowość	brytyjski
Znany z	Konstrukcje ślusarskie Przemysł stoczniowy Lokomotywy Lancashire Boiler

Sir William Fairbairn, 1. baronet Ardwick Bt FRS (19 lutego 1789 - 18 sierpnia 1874) był szkockim inżynierem budownictwa , inżynierem budowlanym i stoczniowcem. W 1854 zastąpił George'a Stephensona i Roberta Stephensona i został trzecim prezesem Instytutu Inżynierów Mechaników .

Wczesna kariera

Urodzony w Kelso w rodzinie miejscowego rolnika , Fairbairn wcześnie wykazał się zdolnościami mechanicznymi i służył jako praktykant w młynarstwie w Newcastle upon Tyne , gdzie zaprzyjaźnił się z młodym George'em Stephensonem . Przeniósł się do Manchesteru w 1813 roku, aby pracować dla Adama Parkinsona i Thomasa Hewesa . W 1817 roku wraz z Jamesem Lillie założył firmę produkującą maszyny młynarskie jako Fairbairn and Lillie Engine Makers .

Studia strukturalne

Zachodni kraniec mostu kolejowego Conwy obok zamku

Fairbairn uczył się przez całe życie i dołączył do Institution of Civil Engineers w 1830 r. W latach dwudziestych i trzydziestych XIX wieku wraz z Eatonem Hodgkinsonem prowadzili poszukiwania optymalnego przekroju dla żelaznych belek . Zaprojektowali na przykład most nad Water Street dla kolei Liverpool and Manchester Railway , który został otwarty w 1830 roku. W latach czterdziestych XIX wieku, kiedy Robert Stephenson , syn swojego młodzieńczego przyjaciela George'a, próbował opracować sposób na przekroczenie Cieśniny Menai , zatrudnił zarówno Fairbairna, jak i Hodgkinsona jako konsultantów. To Fairbairn wpadł na pomysł prostokątnej rury lub dźwigara skrzynkowego , aby wypełnić dużą lukę między Anglesey a północną Walią . Przeprowadził wiele testów prototypów w swojej stoczni Millwall i na miejscu mostu, pokazując, jak taka rura powinna być zbudowana. Projekt został po raz pierwszy zastosowany w krótszej rozpiętości w Conway , a następnie znacznie większy most Britannia . Most rurowy ostatecznie okazał się zbyt kosztowną koncepcją do powszechnego użytku ze względu na samą masę i koszt kutego żelaza . Sam Fairbairn opracował mosty korytowe z kutego żelaza, które wykorzystywały niektóre pomysły, które rozwinął w moście rurowym.

Okrętownictwo

Kiedy przemysł bawełniany popadł w recesję , Fairbairn rozszerzył swoją działalność na produkcję kotłów do lokomotyw i przemysł stoczniowy . Postrzegając statek jako pływającą rurową belkę, skrytykował istniejące standardy projektowe dyktowane przez Lloyd's of London .

Fairbairn i Lillie zbudowali żelazny parowiec Lord Dundas w Manchesterze w 1830 r. Trudności napotkane przy budowie żelaznych statków w mieście położonym w głębi lądu, takim jak Manchester, doprowadziły do ​​​​przeniesienia tej gałęzi firmy do Millwall w Londynie w 1834 r.- 35. Tutaj Fairbairn zbudował ponad osiemdziesiąt statków, w tym Pottinger o pojemności 1250 ton, dla Peninsular and Oriental Company ; HMS Megaera i inne statki dla rządu brytyjskiego i wiele innych, wprowadzające żelazny przemysł stoczniowy na Tamizie . W 1848 wycofał się z tej gałęzi swojej działalności.

Fairbairn wykorzystał swoje doświadczenie w budowie statków o żelaznych kadłubach przy projektowaniu Britannia Bridge i Conwy Railway Bridges .

Lokomotywy kolejowe

Lokomotywa CP 02049 (Ex Companhia Central e Peninsular (CCeP) 14)

Fairbairn zaczął budować lokomotywy kolejowe w 1839 roku z projektem 0-4-0 dla kolei Manchester i Bolton . Do 1862 roku firma zbudowała ponad 400 w Millwall dla firm takich jak Great Western Railway oraz London and North Western Railway . Ponieważ jednak prace nie miały dostępu do kolei, wszelkie lokomotywy musiały być transportowane drogami.

Kotły

Fairbairn opracował kocioł Lancashire w 1844 r. W 1861 r., na prośbę brytyjskiego parlamentu , przeprowadził wczesne badania zmęczenia metalu , podnosząc i opuszczając 3- tonową masę na kutym żelaznym cylindrze 3 000 000 razy, zanim pękł , i wykazując, że obciążenie statyczne do takiego efektu potrzebne było 12 ton .

Eksperymentował ze szklanymi cylindrami i był w stanie wykazać, że naprężenie obwodowe w ścianie było dwukrotnie większe niż naprężenie wzdłużne . Gdy cylindryczny kocioł uległ awarii, zwykle pękał wzdłuż swojej długości z powodu dużego naprężenia obwodowego w ścianie.

Ta wiedza o tym, jak naprężenia obręczy wzrastały wraz ze średnicą i jak naprężenia były niezależne od długości bębna, doprowadziła go do wynalezienia kotła Fairbairn-Beeley i jego pięciorurowych kotłów , w których pojedynczą skorupę o dużej średnicy zastąpiono wieloma mniejszymi i mniej obciążone, muszle. Ostatecznie doprowadziłoby to do niemal powszechnego przyjęcia kotłów wodnorurowych z małymi rurkami do wysokich ciśnień, zastępując starsze konstrukcje rur ogniowych.

dochodzenia

Katastrofa mostu Dee

Fairbairn był jednym z pierwszych inżynierów, którzy przeprowadzali systematyczne badania awarii konstrukcji, w tym zawalenia się fabryk włókienniczych i eksplozji kotłów . Jego raport na temat zawalenia się młyna w Oldham pokazał złe metody projektowania stosowane przez architektów przy określaniu na przykład żeliwnych dźwigarów do podtrzymywania mocno obciążonych stropów. W innym raporcie potępił użycie kratownicowych dźwigarów żeliwnych i poradził Robertowi Stephensonowi , aby nie wykorzystywał tej koncepcji w budowanym wówczas moście nad rzeką Dee w Chester w 1846 r. Most zawalił się w maju 1847 r., zabijając 5 osób, które były pasażerami lokalnego pociągu przejeżdżającego wówczas przez konstrukcję. Katastrofa mostu Dee wzbudziła obawy co do integralności wielu innych mostów kolejowych, które zostały już zbudowane lub mają zostać zbudowane w sieci kolejowej.

Fairbairn przeprowadził jedne z pierwszych poważnych badań skutków powtarzającego się obciążenia kutych i żeliwnych dźwigarów, wykazując, że pęknięcie może wystąpić w wyniku wzrostu pęknięć z początkowych defektów, problemu znanego obecnie jako zmęczenie . Zbudował aparaturę testową na dużą skalę do badań i był częściowo finansowany przez Izbę Handlu .

Przeprowadził również eksperymenty na szklanych cylindrach pod ciśnieniem i był w stanie wykazać, że największe naprężenie w ścianie występuje wokół średnicy. Nazywa się to naprężeniem obwodowym i jest dwukrotnie większe od naprężenia wzdłużnego występującego na całej długości cylindra. Dokładna wartość zależy tylko od grubości ścianki i ciśnienia wewnętrznego. Jego praca została opublikowana w Proceedings of the Royal Society i była bardzo pomocna w analizie awarii kotłów parowych i rur. W 1854 założył Manchester Steam Users' Association , która szybko została uznana za wyznaczającą krajowe normy dla wysokociśnieniowych kotłów parowych. Jako „Komitet Techniczny Urzędów Stowarzyszonych” brytyjskich ubezpieczycieli, MSUA pozostaje krajowym urzędem certyfikacji.

Korona

• Członek Towarzystwa Królewskiego wybrany w 1850 r. (Złoty Medal 1860)
• Prezes Instytutu Inżynierów Mechaników 1854–1855.
• Prezes Towarzystwa Literackiego i Filozoficznego w Manchesterze (1855–1859)
• Wybrany w lutym 1860 do Smeatonian Society of Civil Engineers
• Mianowany baronetem ( z Ardwick ), 2 listopada 1869; odrzucił tytuł szlachecki w 1861 roku
• Pomnik stoi w ratuszu w Manchesterze
• Przyznany honorowemu członkostwu Institution of Engineers and Shipbuilders w Szkocji w 1859 r. [1]
• Prezes Stowarzyszenia Brytyjskiego 1861
• Zagraniczny członek honorowy Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki 1862
• Wprowadzony do Scottish Engineering Hall of Fame w 2017 roku. [2]

Fairbairn jest jednym z kilku wybitnych inżynierów pochowanych na cmentarzu kościoła Mariackiego w Prestwich . Liczbę osób obecnych na jego pogrzebie oszacowano na od 50 000 do 70 000.

Pracuje

• Uwagi dotyczące żeglugi po kanałach . Londyn: Longman, Rees, Orme, Brown & Green. 1831 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• Relacja z budowy mostów rurowych Britannia i Conway . Londyn: John Weale. 1849 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• Fairbairn, William (1851). Dwa wykłady: Budowa kotłów i Wybuchy kotłów ze środkami zapobiegania .
• Na mostach z dźwigarów rurowych . Londyn: W. Clowes and Sons. 1851 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• O zastosowaniu żeliwa i kutego żelaza do celów budowlanych (wyd. 1). Londyn: John Weale. 1854 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• Przydatne informacje dla inżynierów . Londyn: Longmans. 1856.
• Żelazo, jego historia, właściwości i procesy wytwarzania . Edynburg: Adam i Charles Black. 1861 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• Traktat o młynach i młynarstwie, część I . Londyn: Longmans, Green and Company. 1863 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• Traktat o młynach i młynarstwie, część II . Londyn: Longmans, Green and Company. 1871 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• Eksperymenty mające na celu określenie wpływu uderzenia, działania wibracyjnego i długotrwałych zmian obciążenia na dźwigary z kutego żelaza, (1864) Philosophical Transactions of the Royal Society of London , tom. 154, s. 311
• Traktat o budowie statków żelaznych: jego historia i postęp (wyd. 1). Londyn: Longmans, Green and Co. 1865 . Źródło 4 czerwca 2009 .
• Zasady mechanizmu i maszynerii transmisji . Filadelfia: Henry Carey Baird. 1871 . Źródło 4 czerwca 2009 .

Dalsza lektura

• Życie Sir Williama Fairbairna, Bart. , (red. W. Pole, 1877)
•   Richarda Byroma (2017). William Fairbairn: Inżynier eksperymentalny . Towarzystwo Historyczne Kolei i Kanałów . ISBN 978-0901461643

Zobacz też

• Bombaj Firma Przędzalno-Tkacka
• McConnel & Kennedy Mills

Linki zewnętrzne

• Media związane z Williamem Fairbairnem w Wikimedia Commons