Водно колело (Може 2024)
Водно колело, механично устройство за източване на енергията на течаща или падаща вода с помощта на комплект гребла, монтирани около колело. Силата на подвижната вода се упражнява върху лопатките и последващото въртене на колелото се предава на машината чрез вала на колелото. Водното колело беше може би най-ранният източник на механична енергия, която да замени тази на хората и животните, и за първи път беше използвана за такива задачи като набиране на вода, пълнене на плат и смилане на зърно.
преобразуване на енергия: Водни колела
Най-ранните машини бяха водни колела, първо използвани за смилане на зърно. Впоследствие бяха приети за задвижване на дъскорезници и помпи, за да осигурят
Следва кратко лечение на водни колела. За пълно лечение вижте преобразуването на енергия: Водни колела.
Комбинацията от водно колело и трансмисионна връзка, често включваща предавка, беше от Средновековието, обикновено обозначавана мелница. От трите различни типа водни мелници, най-простият и вероятно най-ранният беше вертикално колело с гребла, върху което действаше силата на потока. Следваше хоризонталното колело, използвано за задвижване на воденичен камък през вертикален вал, прикрепен директно към колелото. Трето беше редуцираната мелница, задвижвана от вертикално водно колело с хоризонтален вал. Това изискваше повече знания и инженерни умения от първите две, но имаше много по-голям потенциал. Вертикалните водни колела се отличаваха и по местоположението на контакт на водата с колелото: първо, долното колело; второ, гръдното колело; и трето, колелото за пропускане. Тези водни колела обикновено използваха енергията на движещи се потоци, но приливите на мелници също се появиха през 11 век.
Всеки тип мелница имаше своите особени предимства и недостатъци. Сравнително малко се знае за тяхното развитие преди Средновековието, но някои от техните характеристики предполагат ред на поява в контекста на сложността на строителството и възможностите за използване.
Простото вертикално колело изискваше малко допълнителна структура, но силата и скоростта на излитане на мощност зависеха от характеристиките на потока и диаметъра на колелото. Тъй като промяната на посоката на захранване не е участвала, това колело се оказа най-полезно за набиране на вода, използвайки например низ от тенджери, работещи от верижно задвижване.
Хоризонталната колесна мелница (понякога наричана норвежка или гръцка мелница) също изискваше малка спомагателна конструкция, но тя беше подходяща за шлайфане, тъй като горният мелничен камък беше фиксиран върху вертикалния вал. Мелницата обаче може да се използва само там, където текущият поток е подходящ за смилане.
Механизмът с вертикално задвижване на колелата беше по-универсален. Конструкцията беше сравнително проста, ако колелото е от вида на долната част, тъй като колоните на колелата могат да бъдат просто потопени в потока на потока, независимо дали е речен, прилив или изграден от човека фреза. Милрайт може да избере предавката си, за да съответства на използваната мощност със скоростта на потока на потока, а колелото може да бъде монтирано в арка на моста или на шлагер, закотвен в средния поток. Витрувий описа първото насочено вертикално колело, за което имаме добри доказателства. Тази мелница също има голямо значение, тъй като е първото приложение на предавката, за да използва различна от мускулната сила. Тази мелница имаше колело, което не е затворено, и за разлика от колелата за гърди или оверсайз не използваше теглото на падащата вода.
Мелниците с редуцирани гърди и колела за изстрел изискват по-спомагателна конструкция, но те позволяват най-обобщената експлоатация на наличната водна мощност. Основен конструктивен проблем беше намирането на мелница, където падането на водата би било подходящо за желания диаметър на колелото. Може да се използва дълга мелница от течението или язовир.
Малко са известни подробностите за развитието на насочени мелници между времето на Витрувий и 12 век. Изключителна инсталация беше мелницата за зърно в Барбегал, близо до Арл, Франция, която разполагаше с 16 каскадни прострелни колела с диаметър 7 фута (2 метра) с дървена предавка. Изчислено е, че тази мелница може да задоволи нуждите на 80 000 души.
Въпреки че високо приспособимата, насочена мелница с широко разнообразните си поточни условия е била използвана в Римската империя, историческите данни сочат, че най-драматичните й индустриални последствия са настъпили през Средновековието в Западна Европа. След 13-ти век изглежда, че спуканият воден колел е станал по-често срещан от долното колело.
Механизмът със задвижване от Средновековието всъщност е бил общ механизъм за използване на властта. Мощността на мелница с кон или добитък беше малка в сравнение с мощността на водни колела, които обикновено генерираха две до пет конски сили.
