Что необходимо для работы этих водяных двигателей история 7 класс

3. ВОДЯНЫЕ И ВЕТРЯНЫЕ ДВИГАТЕЛИ — ОСНОВА ЭНЕРГЕТИКИ

Водяные и ветряные мельницы представляли механизмы, использовавшие силы природы и являвшиеся источником энергии, сообщаемой рабочему органу или устройству (жернова, ковочные молоты и т. д.).

Водяные мельницы появились за много веков до нашей эры в Китае, Индии. В 536 г. в Риме была изобретена судовая мельница, в которой вращение водяного колеса передавалось посредством зубчатых колес к жерновам. Первые водяные мельницы, правда, в незначительном числе, появляются в Западной Европе в VI-X вв. Основой их примитивного устройства были верхнебойные колеса большого диаметра.

Широкое использование мельниц было возможно лишь в условиях общего подъема техники, определенного уровня развития производительных сил феодального общества. Введение этой передовой техники в странах Западной Европы началось с X в. На Руси мельницы появились в конце XV — середине XVII в. Объясняется этот временной сдвиг тем, что с середины XIII в. народы Восточной Европы подверглись нашествию татаро-монголов. Русь, находившаяся до этого на таком же уровне технико-экономического развития, что и страны Западной Европы, была задержана в своем поступательном развитии. Соответственно было отодвинуто и начало технической революции в России.

Техническая революция характеризуется широким распространением водяных и ветряных мельниц, а также механических часов. В X-XIII вв. в мельницах были применены устройства, позволяющие изменять направление вращения водяных колес в зависимости от уровня воды. Улучшились конструкции жерновов мукомольных мельниц. Поскольку первые мельницы в основном были мукомольными, то усовершенствования коснулись и этой части: для более мелкого помола стали употреблять вращающиеся совместно с пестом специальные ящики, для сбора размолотого зерна — мукосейки, снабженные ситами.

Валяльная машина XVI в. с приводом от водяного колеса

Ветряные мельницы появились в конце X — начале XI в. во Франции и Англии, а затем в Голландии, в которой с тех времен они становятся неотъемлемой частью ландшафта. Многие усовершенствования к ветряным мельницам были сделаны именно в Голландии. Так, здесь появляются своеобразные тормозные устройства, при помощи которых можно было очень быстро остановить вращающиеся жернова. По тем временам это приспособление было технически сложным и представляло собой механический привод, включавший в себя несколько пар зубчатых колес и тормозное устройство.

То, что ветряные мельницы появились в Голландии, где извечным врагом голландцев была вода и где приходилось откачивать воду, чтобы отвоевать клочок земли, объясняет их применение для приведения в действие водоотливных установок.

Водяное колесо с конца XI в. использовали, кроме того, для приведения в действие водоподъемных устройств и бурильных установок, а также в текстильном производстве. Тяжелые молоты, приводимые в действие водяным колесом, давили на загруженное в яму сукно (сукновальные и валяльные мельницы). В конце XII в. в Нюрнберге были широко распространены шерстобойни, в которых для трепания шерсти все металлические инструменты приводились в движение водяным колесом.

С середины XIV в. водяные мельницы начинают распространяться в металлообрабатывающем производстве. К 1351 г. относится изобретение первого вододействующего стана для изготовления железной проволоки (Германия), положившего начало использованию энергии воды в прово-лочно-волочильном производстве. Изобретение заключалось в передаче энергии воды посредством гидравлического колеса на рычажно-клеще-вой механизм волочильного устройства через систему массивных кулаков, насаженных на деревянном валу. Характерно, что, несмотря на явные преимущества вододействующих станков, их использование, в силу уже известных нам особенностей феодального способа производства, даже в самой Германии — родине нового способа — шло крайне медленно. Лишь к XV в. эта прогрессивная техника стала заметно распространяться. В 1532 г. Эобаннус Гессус еще описывает проволочную мельницу как чудо. Представляет интерес описание изобретения устройства с водяным колесом для протяжки проволоки, данное в 1540 г. в «Пиротехнике» итальянским инженером В. Бирингуччо. Внедрение водяного колеса в проволочное производство внесло коренные изменения в технологию, освободило человека от тяжелого и утомительного труда, резко повысило эффективность производства.

Водяные мельницы употреблялись также при изготовлении бумаги, для размола сырья, в производстве пороха — для толчения и во многих других отраслях. Гидравлическое колесо оказало на развитие техники мощное революционизирующее воздействие [6].

Появление механического двигателя — водяного колеса — привело к повышению производительности труда; было достигнуто более точное сочленение деталей в самих мельницах и в различных станках.

Таким образом, применение водяного колеса позволило создать механизмы, передающие движение от двигателя к рабочему инструменту: механический рычажный молот, толчейное устройство, где вращательное движение преобразовывалось в прерывно-поступательное; пороховые мельницы с кулачковым валом (преобразование непрерывного вращательного движения в возвратно-поступательное); сверлильные и расточные станки и другие устройства. В этот же период появляются зубчатые передачи между вращающимися осями, в том числе пересекающимися между собой, что позволяло передавать движение рабочему механизму.

Разработке и совершенствованию технических устройств с вращательным движением механизма много способствовали механические часы. К. Маркс, рассматривая роль Мукомольных мельниц в истории машины, обратил особое внимание на часы, которые, развивая механику, способствовали созданию передаточных и других более сложных механизмов, необходимых для рабочих машин. Часы навели на мысль применить в производстве автоматы ( Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т. 30, с. 263) [7].

Источник

Водяное колесо, первый двигатель

Трудно сосчитать, сколько раз упоминались слова «водяное колесо». И не удивительно — ведь оно являлось основой энергетики феодального производства, хотя было изобретено еще до нашей эры. Однако этот двигатель имел недостаток, который по мере развития производства и расширения сфер его применения становился все более очевидным — привязанность к естественным водным потокам. Поэтому с энергетическим обеспечением металлургического завода или шахты, расположенных вдалеке от реки, возникали большие трудности.

Эти и многие другие причины подтолкнули европейцев к поискам принципиально нового двигателя. Людям издавна была известна способность пара производить механическую работу. Еще Герон Александрийский сконструировал нечто вроде паровой машины, в которой горячий пар, выходящий из трубок, вращал шар.

Спустя 15 столетий, в эпоху Возрождения, Леонардо да Винчи едва ли не первым стал задумываться над тем, как можно использовать энергию пара. В его рукописях имеются эскизы двух цилиндров — цилиндра с поршнем и цилиндра с кожаным мешком, куда надо было наливать воду. Под этими цилиндрами надо было разводить огонь, чтобы вода испарялась. Пар расширяясь и увеличиваясь в объеме должен был двигать поршень или расширять кожаный мешок.

Из эскизов остается неясным, за счет чего Леонардо надеялся добиться неоднократного повторения этого процесса. Но уже сама идея движения поршня в цилиндре под давлением пара намного опередила свое время. Значительно позже она легла в основу конструкции паровой машины.

В 1606 г. итальянский ученый Батиста Делла Порта показал, как можно поднять воду под действием пара и как «засосать» ее путем конденсации пара в закрытом сосуде для создания разряжения. Оба эти явления также были использованы в первых паровых двигателях. В 1629 г. итальянский архитектор Джиованни Бранка опубликовал любопытное изобретение: толчею для изготовления порошка необыкновенным двигателем.

Из парового котла вырывается сильная струя пара, ударяющая по лопаткам колеса и заставляющая их вращаться. А далее, от колеса, движение уже передается с помощью зубчатых колес на барабан, который попеременно зацепляет шпильками то левую, то правую ступку, производя непрерывный процесс дробления какого-либо вещества, пар здесь используется как двигательная сила.

Источник

Водяные колеса,двигатель ранних эпох

Для подъёма воды в оросительные каналы служили водяные колёса (первые простейшие гидравлические двигатели), использующие ее энергию. Первые водяные колеса начали применяться более чем за 3000 лет до н.э. в Египте, Китае, Индии и других странах (рис. 3.2). Сведения об их использовании приводятся в таких древних источниках, как «География» Страбона (63 г. до н.э. – 24 г. н.э.) в семнадцати книгах, «Десять книг об архитектуре» Витрувия (вторая половина I века до н.э.).

Витрувий так описывает водяное колесо:

«Вокруг вала устанавливается колесо, по своим размерам соответствующее высоте, на которую должна быть доставлена вода, вокруг него, по внешнему кругу, устанавливаются кубические ящики, которые делаются водонепроницаемыми при помощи смолы и воска. Когда колесо путём наступания приводится в движение, то наполняющиеся ящики поднимаются кверху и на обратном пути выливают своё содержимое в водохранилище».

Если течение реки достаточно сильное, то оно само может вращать колесо и усилия раба или животного можно заменить силой текущей воды. У того же Витрувия читаем: «В реках также устанавливаются водоподъёмные колёса, подобные вышеописанным, с той только разницей, что к ним с наружной стороны приделываются лопасти, которые, будучи увлечены течением воды, своим движением заставляют вращаться колесо и, наполняя при этом ящики водой и поднимая их кверху, без работы толкания, путём использования течения воды, сами вращаясь, выполняют необходимую работу».

На рис. показано старинное сирийское водоподъёмное колесо – нория.

Древние греки поняли, что вращающееся водяное колесо может не только поднимать воду, но и совершать другую полезную работу, если его ось соединить с каким-нибудь механизмом. От этой догадки оставался лишь шаг до изобретения водяной мельницы. И этот шаг был сделан. В Древней Греции и Риме водяные колеса уже использовались для вращения мельничных жерновов.

В те времена простое устройство водяной мельницы представлялось настоящим чудом, сродни «самостоятельно» открывавшимся дверям храмов и «беспричинному» появлению огня на жертвенном очаге. Но там эти действия, казалось, производили сами боги, а здесь, на водяной мельнице, самая простая и привычная земная работа – размол зерна – осуществлялась как бы сама собой, без монотонного и тяжелого труда рабынь, растирающих зерно между камнями (

Один из поэтов той эпохи – македонянин Антипатр Фессалоникский, живший в I столетии до н.э., – посвятил водяной мельнице оду:

Дайте рукам отдохнуть, мукомолки;
спокойно дремлите,
Хоть бы про близкий рассвет громко
петух голосил:
Нимфам пучины речной ваш труд
поручила Деметра; Как зарезвились они обод крутя колеса!
Видите? Ось завертелась, а оси
крученые спицы С рокотом движут глухим тяжесть
двух пар жерновов. Снова нам век наступил золотой:
без труда и усилий Начали снова вкушать дар мы
Деметры святой.

В древнем Риме уже во II в. водяные мельницы были распространены почти повсеместно, все больше и больше работ выполнялось с их помощью. Водяные колеса использовались и для выжимания масел, и для размягчения яблок, из которых приготовляли любимый римлянами напиток – сидр, с их помощью заполнялся водой знаменитый римский водопровод. Водяное колесо стали использовать для пиления досок, и для обработки камня. Строительство из известняковых блоков становилось массовым, ведь в ряде регионов он был дешевле кирпича, в связи недостатка дров для обжига. Это можно видеть и в регионах Сирии, Египта,Малой Азии, что античные посройки произведениы из пиленых известковых блоков. А когда во время осады Рима остготы разрушили водопровод и «вечный город» остался без воды, император Вилезарий устроил прямо на Тибре огромные плавучие водяные колеса, служившие для ее подачи в город.

Водяной двигатель стал использоваться и для пиления досок. и именно это произвело революцию в судостроении.

Мертвая царевна и Семеро Грезящих

Гунны, Народ, пришедший с Ямала. Аттила, каган гуннов из рода Вельсунгов

Источник

«Водяной винт». Вечный двигатель Роберта Фладда для облегчения труда

Первым использовать энергию «вечного движения» для облегчения труда решил Роберт Фладд, живший в 17 веке. Человеком Фладд был увлекающимся, даже эксцентричным и весьма верящим в себя и свои идеи. Хотя, надо признать, не искал собственной выгода, а стремился облегчить людской труд. Роберт Фладд, как и большинство изобретателей того времени, смешивал науку и алхимию, пытаясь совершить невозможные с точки зрения современной физики вещи.

Его устройство, названное самим изобретателем «водяной винт», было призвано помочь фермерам молоть зерно. В те времена помол представлял собой трудоемкий процесс, особенно в местностях со слабыми ветрами или без рек, где постройка обычных мельниц была невозможной.

Рассмотрим устройство поподробнее, благо уже 1660 году были нарисованы чертежи этого механизма, в виде гравюр по дереву (в, так называемой, техники ксилографии).

Идея изобретателя заключалась в том, что вода из верхнего резервуара поворачивает водяное колесо, которое передает усилие через сложную систему зубчатых колес и валов, которые, в конечном итоге, вращают винт Архимеда. А винт, в свою очередь перекачивает воду, чтобы снова пополнить резервуар. Полученная от вращения энергия же передавалась с колеса на шлифовальные круги. Так же вода используется для смазки конструкции.

Разумеется, эта машина не работала, поскольку идея нарушала все законы физики. Тем не менее нашлись последователи, которые поддержали ее, и даже пытались усовершенствовать.

Пожалуйста, ставьте лайки и подписывайтесь на нас. Вам не сложно, зато это поможет в развитии канала.

Источник

Развитие техники в XV-XVI веках.

1.Усовершенствование водяного двигателя

Крестьяне и ремесленники постепенно накапливали трудовой опыт и улучшали орудия труда. Поэтому в XV-XVI веках в развитии техники были достигнуты большие успехи.

В горном деле и ремесле стал применяться водяной двигатель. Издавна на мельницах использовали водяное колесо, с помощью которого приводили в движение тяжёлые жернова/ Для этого в стремительный поток воды погружали нижнюю часть колеса; такое колесо называлось нижнебойным.

Позднее было изобретено колесо, на которое вода падала сверху,- верхнебойное. От реки, перегороженной плотиной, отводили узкие каналы для стока воды — желоба. Вода г устремлялась в жёлоб и падала сверху на колесо. Оно вертелось и вращало вал, который проходил через стену в мастерскую. При обработке металлов колесом приводили в движение молот весом до одной тонны. В бумажном производстве с помощью колеса поднимали и опускали прессы, в горном деле — поднимали руду и откачивали воду из шахт. Это позволяло рыть более глубокие шахты.

2. Новое в металлургии.

Важные улучшения произошли в плавке и обработке металлов. Раньше при получении из руды железа для вдувания воздуха в горн пользовались ручными мехами. Температура в горне была недостаточной для того, чтобы получить расплавленный металл; железо оседало на дно печи вязким, как тесто. Для придания железу прочности его ковали молотом.

В XIV веке стали строить домны — плавильные печи в 2-3 метра высотой. Плавильщики соединили водяное колесо с большими мехами, которые с силой вдували в печь много воздуха. Поэтому в домне удавалось достичь высокой температуры, при которой руда плавилась, становилась жидкой. При остывании образовывался чугун; из него получали железо и сталь. Металла теперь выплавляли намного больше, чем прежде, з. Военная В XVI веке применялись как тяжёлые осадные, техника. так и лёгкие полевые пушки. Было усовершенствовано и ручное огнестрельное оружие. Появились тяжёлые ружья -мушкеты. Из них стреляли с подставки довольно метко на 150-200 шагов.

Пушки и ружья начали отливать в специальных формах, отверстия в стволах делали с помощью сверлильного станка.

С появлением огнестрельного оружия рыцарские доспехи перестали быть надёжной защитой: их пробивали пули. Стены замков потеряли свою неприступность — они могли быть разрушены ядрами. Тяжёлая рыцарская конница уступила место пехоте, вооружённой огнестрельным оружием.

3.Развитие кораблестроения.

В XV веке португальские моряки создали вместо прежних неповоротливых кораблей быстроходный лёгкий парусник — каравеллу (в переводе — лодка с парусом). Такие суда были очень подвижны и вместительны. Они имели три мачты с прямыми и косыми парусами и могли двигаться в нужном направлении не только при попутном, но и при встречном ветре.

5. Изобретение книгопечатание

Развитие ремесла и торговли вызвало распространение грамотности в городах. Школьники и студенты нуждались в учебниках. Горожане проявляли большой интерес к литературе. Спрос на книги необычайно вырос.

К концу XIV века в Европе распространилось производство бумаги, но книг по-прежнему было мало. Впервые книгопечатание изобрели в Китае, но европейцы об этом не знали (вспомните, как печатали книги в Китае). В Европе делались попытки получать оттиски с деревянной доски, но этот способ был очень несовершенным.

Лишь в середине XV века житель немецкого города Майнца Иоганн Гутенберг изобрёл книгопечатание. После долгих и упорных трудов он стал отливать из металла отдельные литеры (буквы); из них он составлял строки и страницы набора, с которого делал оттиск на бумагу. С помощью разборного шрифта можно было набрать сколько угодно страниц любого текста. Гутенберг изобрёл также печатный станок.

Цветная иллюстрация VII.

Типография XVI века.

Около окна стоят два наборщика, они набирают литеры из касс в продолговатые деревянные коробочки (верстатки). Слева у окна два человека проверяют набор. В типографии два массивных печатных станка; для устойчивости они прикреплены к полу и потолку брусьями. Главная часть станка — пресс с рычагом, под которым находится плоский стол; на него кладут рамки с набором. Работник намазывает краской выпуклые части набора, кладёт на него бумагу и подводит стол под пресс. Подмастерье (слева) поворачивает рычаг и нажимает пресс, чтобы бумага плотно и равномерно притиснулась к набору. Справа седой работник собирает просушенные листы в пачки.

Первая печатная книга была выпущена Гутенбергом около 1445 года. Книгопечатание стало быстро распространяться в Европе. Возникали типографии. Книг стало намного больше, они были уже не такие дорогие, как рукописные.

Изобретение книгопечатания — одно из величайших открытий в истории человечества. Появление печатных книг двинуло вперёд образование, науку и литературу. Благодаря печатной книге знания, накопленные людьми, стали распространяться быстрее. Они полнее передавались следующим поколениям людей.

Важнейшие технические изобретения XV-XVI веков не могли применяться в. маленьких мастерских ремесленников. В Западной Европе стали возникать крупные предприятия — большие оружейные мастерские, судостроительные верфи, типографии, в которых работало много людей.

Источник

Что необходимо для работы этих водяных двигателей история 7 класс