Максимальная эффективность (КПД = 75%) была достигнута при использовании операций верхней загрузки или заливки, которые широко применялись при строительстве «байдарочных» плавучих мельниц на больших реках, таких как Днепр и Кура.
Водяные мельницы: старинный опыт для получения бесплатного электричества
С древних времен энергия воды использовалась для облегчения обременительного труда людей. Когда-то вода была лучшим средством для решения многих проблем. Это был первый и последний источник энергии. Сегодня, несмотря на достижения, принципы гидроэнергетики остаются неизменными.
Первые воспоминания об использовании энергии воды относятся к 3 000 году до нашей эры. В Индии, Китае и Древнем Египте это было водяное колесо. В то время воду в оросительные каналы закачивали на колесах.
Позже древние греки поняли, что водяные мельницы можно комбинировать с другими машинами для работы в разных направлениях. Так появились первые мельницы. Они перемалывали зерно в муку.
Колесо состояло из двух ободов одинакового диаметра. Они были соединены перегородкой, называемой лезвием. Перегородка образует ковш. Само колесо было установлено на горизонтальном валу.
Принцип работы первых водяных колес был следующим.
- Вода падала из желоба над колесом в ведро сверху. Сила тяжести привела механизм в движение. Вода вытекает по мере движения вниз.
- На горизонтальном валу находилось второе зубчатое колесо небольшого диаметра. Рядом с ним находилось вертикальное зубчатое колесо.
- Зубчатое колесо приводило в движение шестерню. Каменные кувшины были установлены как внизу, так и вверху. Нижний камень был закреплен, а верхний перемещен.
- Между каменными кувшинами зерно перемалывалось в муку. Тонкость помола зависит от расстояния между камнями. Канавки на его поверхности равномерно распределяют зерно, улучшают воздушный поток и охлаждают камень во время работы.
Эволюция водяных мельниц
Технологии гидроэнергетики быстро развиваются. Фабрики стали выполнять все новые и новые функции, а жизнь простых людей стала намного легче. Они занимались тяжелой работой на различных производственных участках, что было высоко оценено.
Водяные колеса вращали токарные станки, пилили пиломатериалы, добывали нефть, размягчали яблоки для питья, колотили, пряли и добывали руду; их использование было повсеместным и широко распространенным в России и мире 20 и 18 веков.
В 19 веке водяные двигатели заменили паровые. Преимуществом было то, что они не были привязаны к источнику воды. Однако гидроэнергетика все еще была очень популярна.
В 19 веке водяные двигатели заменили паровые. Преимуществом было то, что они не были привязаны к источнику воды. Однако гидроэнергетика все еще была очень популярна.
Чем молоть муку
В прошлом зерно мололи ступкой, но оказалось, что легче размолоть его между двумя камнями, и стали использовать зернотерку. Идея помола зерна вращательным движением родилась одновременно с изобретением колеса: два дискообразных камня сдвигались, и зерно перемалывалось между ними, что стало прообразом ручной кофемолки. Уже у древних греков и римлян были каменные точила разных размеров.
Небольшой жернов, похожий на кофемолку, держали в одной руке и вращали. Большой жернов ставили на блок и вращали обеими руками. Огромные жернова вращали также рабы, волы и ослы. Этот монотонный труд вдохновил на изобретение двигателей для замены мускульной силы человека и животных.
Колесо и река
Прототипом водяной мельницы был чадуфон, водяная мельница, появившаяся в Египте, Китае и Индии в 5 веке до нашей эры. Чадуфон использовался для откачки воды из рек и орошения полей. Черпак помещался вокруг большого обода, дно которого было погружено в реку. Обод вращался, и ковш попеременно опускался, зачерпывал воду и опрокидывал ее в желоб, ведущий к оросительному каналу.
Первые чадхоны вращались вручную, но там, где течение было быстрым, к ободу прикрепляли весло — так появилось водяное колесо. Так родилась первая машина — ирригационная машина, которая работала без помощи человека, используя силу природы. Там, где поток воды был недостаточен для вращения колеса, реку перегораживали плотиной, чтобы создать искусственный водопад, под которым устанавливали колесо, и вода, падающая на лопасти сверху, вращала колесо. Изобретение двигателей, использующих такие природные силы, привело к идее использовать их для других целей, например, для вращения мельничного жернова.
До 1960 года в Иране действовало более 300 водяных колес. Сегодня в эксплуатации остаются лишь некоторые из них. Водяная мельница в Аскзаре хорошо известна, но водяная мельница в Йезде также все еще работает и пользуется популярностью у туристов (она все еще производит муку).
Литература
Фонд Викимедиа. 2010.
Полезно.
Поищите «водяная мельница» в разных терминах.
ВОДЯНАЯ МЕЛЬНИЦА — Водяная мельница, механизм, приводимый в движение потоком воды, проходящим через ВОДЯНОЕ КОЛЕСО. Водяное колесо было изобретено около 2000 лет назад для помола зерна; в начале 18 века подобные устройства приводили в движение ткацкие станки. …… Rhino…… Энциклопедия.
водяная мельница — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN водяная мельница Мельница, приводимая в движение большими колесами, вращаемыми движущейся водой, особенно рекой. (Источник: CAMB) [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?lang… … Руководство технического переводчика.
Водяная мельница — см. Мельницы … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Мельница — женщина. Мельница, машина, со ступкой, для измельчения сыпучих тел, особенно зернового хлеба, и подобные устройства без ступки для других видов работ, само здание, в котором помещается все устройство. Мукомольные мельницы, мельницы … … Словарь Даля.
МИЛЛ — мельница, женск. 1. Здание, в котором установлены машины для помола зерна и изготовления муки или крупы. Ветряная мельница. Водяная мельница. Паровая мельница. Вальцовая мельница. Электрическая мельница. Везти хлеб на мельницу. …… Словарь Ушакова.
Мельница Бугрово в деревне Бугрово — это действующий музей, воссоздающий водяную мельницу и усадьбу мельника. Он расположен в деревне Бугрово Пушногорского района Псковской области на плотине у реки Луговка. Он является частью музея-заповедника «Михайловское». Во времена Пушкина деревня была … … .Википедия.
Mill — Эта статья или раздел нуждается в пересмотре. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с руководством по написанию статей. Термин … Википедия
Мельница — Увиденная во сне мельница предвещает увеличение богатства за счет новых доходов, а также увеличение удачи в работе и любви, если мельница работает. Полуразрушенная фабрика предвещает испытания в жизни, и если вы не сделаете этого, вас застанут врасплох.
Мельница — село, Коверский район, Волынская область. Население 816 человек, 110 домохозяйств, православная церковь, еврейская молитвенная школа. 5 магазинов. Школа, богадельня, аптека, водяная мельница… Энциклопедия, Ф. Брокгауз и Я.А. Ефрон.
МИЛЛ — мельница, с., женск. 1. предприятие или здание, оборудованное аппаратом для помола зерна. Вода, пар, ветер. м. Борьба с ветряными мельницами (перен.: против воображаемых врагов). Выливание воды на свою ветряную мельницу (рис.: обсуждение и … … Словарь Ожегова.
По мнению историков, первые подобные сооружения были построены 5 000 лет назад в Сирии и на других территориях. На Оронте, одной из самых многоводных рек страны, было широко распространено строительство ноли в виде гигантских водяных колес, которые затягивали воду многочисленными лопастями и подавали ее в акведуки.
Как работает водяная мельница
Структура мельницы оставалась неизменной на протяжении веков. Древесина была основным строительным материалом, из нее изготавливали зернохранилища, колеса и оси. Металл использовался только для некоторых компонентов, таких как оси, крепежи и кронштейны. Иногда зернохранилища также строились из камня.
Типы мельниц с водяным двигателем.
- Водовороты — построены на горных реках с быстрым течением. Его структура напоминает современную турбину. На вертикальном колесе лопасти расположены под углом к основанию, и когда поток воды падает, они вращаются, приводя в движение жернова.
- Само «водяное» колесо вращается в колесной системе. Они были двух типов: мельницы с верхней балкой и мельницы с нижней балкой.
В мельнице с верхним барабаном вода поступала из плотины и направлялась по желобу к желобчатому колесу, которое вращалось под собственным весом. Донно-балочные мельницы были сконструированы таким образом, что лопасти двигались, будучи погруженными в поток воды. Для повышения эффективности плотины, называемые бонами, часто использовались для запруды только части реки.
На схеме ниже показана типичная конструкция деревянной водяной мельницы. Вращательное движение происходит от привода (колеса) [6] внизу, а вверху находится ковш (бункер) [1], в котором хранится зерно, и желоб [2], подающий его в каменную мельницу [3]. Готовая мука падает по желобу [4] и выгружается в ларь или мешок [5].
Подача зерна регулировалась дозатором — специальным ящиком с отверстиями, который влиял на крупность муки. После получения его нужно было с помощью небольшого механизма пропустить через специальное сито, расположенное на груди.
Водяные колеса использовались не только для помола зерна, но и для измельчения проса, гречихи и овса в зернистую форму. Такие машины назывались мельницами. Землевладельцы использовали каменные мельницы для размола конопли, плавления домотканого полотна и чесания шерсти.
Строительство мельниц на Руси
Водяные мельницы появляются в русских учебниках истории примерно с IX века, первоначально они использовались для помола зерна и назывались «цветочными» или «хлебными»; в 1375 году подольский князь Корпатович даровал доминиканскому монастырю право построить мукомольную мельницу. А в 1389 году жена князя Дмитрия Донского завещала такое строение.
В Великом Новгороде строительство мельницы упоминается в берестяных грамотах XIV века, а в Псковской летописи XVI века записано, что на реке Волхов была построена мельница и что местное население всеми руками участвовало в ее строительстве. Это привело к строительству дамбы, которая перекрыла часть реки, но была разрушена в результате сильного наводнения.
Русские водяные мельницы строились на плоской земле с помощью нагруженного верхнего колеса; в 14 и 15 веках стали появляться токарные станки с горизонтальным расположением колес на вертикальном валу.
Эти конструкции были изготовлены мастерами-самоучками без рисунков и чертежей. И они не просто подражали уже построенным сооружениям, а каждый раз добавляли свои собственные новшества. Со времен Петра I мастера из европейских стран стали приезжать в Россию, чтобы продемонстрировать свои навыки и знания в этой области.
Соратник Петра, знаменитый инженер Вильям Генин, построивший на Урале 12 крупных заводов, сумел запустить их с помощью гидравлических приводов. Гидроэнергия тогда повсеместно использовалась для строительства шахт и металлообрабатывающих заводов по всей России.
В начале 18 века по всей стране насчитывалось около 3 000 фабрик, использующих гидравлические машины. Среди них были железоделательные заводы, лесопилки, бумажные и текстильные фабрики.
Объекты энергоснабжения шахтных плавильных печей, построенные Фроловым в 1787 году на Змеиногорском руднике, были уникальными в мире. Она состояла из плотины, водозабора, от которого через подземный туннель проходил открытый канал (длиной 535 м) для вращения колес лесопилки. Затем вода поступала по следующему подземному каналу к водяному колесу рудосверлильного станка, третьему и четвертому каналам. Общая длина колеса составляла более 2 км, а диаметр самого большого колеса — 17 м. Все сооружения были построены из местных материалов, включая глину, дерево, камень и железо. Шахта работала более 100 лет, но до наших дней сохранилась только плотина Зменогорской шахты.
Гидродинамику изучал и знаменитый ученый М.В. Ломоносов, который участвовал в создании произведения из цветного стекла, в котором использовалось действие трехколесного гидравлического агрегата, воплощая научные идеи в жизнь. Бернулли и Эйлер применили законы механики жидкости и гидротехники, заложив теоретические основы этих дисциплин и сыграв важную роль во всем мире.
