Водяная мельница

Водяная мельница

Текущая вода может быть источником энергии. Вот уже сотни лет существуют водяные мельницы. В современном мире для преобразования механической энергии воды в электрическую используются гидроэлектростанции. На гидроэлектростанциях энергия падающей воды используется для вращения турбин генераторов. Гидроэлектростанции обычно строятся в горных районах, где имеется естественный перепад уровня воды.

Потому, что уровень воды в ее верховьях выше, чем в море.

 

Водяной мельницей называют гидротехническое сооружение, в котором используется энергия движения воды. Водяная мельница — это сооружение, в котором водяное колесо или турбина используется в качестве привода для механического процесса, например помола зерна, распила бревен либо металлообработки (прокатки, точения или волочения проволоки). (Водяная мельница,  которая вырабатывает электроэнергию, часто называется гидроэлектростанцией).

Круговорот воды в природе происходит благодаря активности Cолнца, в результате чего вода испаряется из океанов, морей и других водных поверхностей, формирует тучи, выпадает в виде дождя или снега и попадает назад в океан. Энергия этого круговорота, движимого Солнцем, наиболее эффективно используется в гидроэнергетике.

 

Река́ — природный постоянный (может сезонно пересыхать и со временем менять русло) водный поток значительных размеров с естественным течением по руслу (выработанному им естественному углублению) от истока вниз до устья] и питающийся за счёт поверхностного и подземного стока с его бассейна.

Реки являются составной частью гидрологического цикла. Вода в реке, как правило, собирается с поверхностных стоков, образующихся в результате атмосферных осадков с определённой площади, ограниченной водоразделом (бассейн реки), а также из других источников, например запасов подземных вод, влаги, хранящейся в естественном льду (в процессе таяния ледников) и снеговом покрове. Как правило, реки прокладывают свой путь и текут по зонам наименьшего напряжения и сопротивления — по тектоническим разломам..

Издавна энергия быстрых рек и водопадов широко используются в хозяйственной деятельности человека в качестве источника возобновляемой энергии для работы водяных мельниц и турбин гидроэлектростанций.

Водяные Мельницы строят в р-нах, где имеются многоводные реки, энергию воды используют с помощью различных гидравлических двигателей: водяных колёс гидротурбин. Водяные мельницы нередко делали на совсем незначительных речушках, почти на ручьях.

Принцип работы

Для работы водяной мельницы воду из водоема направляют на водяное колесо (обычно

по каналу или трубе) Сила свободно падающей воды приводит в движение лопасти

колеса (или лопатки турбин), которое вращает ось механизма, присоединенного к нему.

После проворачивания водяного колеса вода покидает водяную мельницу. Встречаются

каскады мельниц, устроенные таким образом, что вода, проходя по водотоку, вращает

поочередно все колеса.

 

 

1)

Водяной мельницей называют гидротехническое сооружение, в котором используется энергия движения воды. Для передачи усилия от водного потока на рабочий орган было придумано водяное колесо, снабженное, как правило, зубчатой передачей. Чтобы поток воды был более мощным, реку, на которой устанавливалась мельница, перегораживали плотиной. В этом искусственном препятствии оставляли отверстие, через которые проникали струи. Вода падала на лопасти колеса, приводя его во вращение.

2

По всей видимости прообразом первых водяных мельниц стали поливальные машины, посредством которых из водоемов поднимали к полям воду для орошения посевных площадей. Первые такие устройства представляли собой деревянные обода, на которые насаживались черпаки. Когда установленное на горизонтальную ось колесо ставилось в реку, оно начинало вращаться. Черпаки последовательно погружались в воду и поднимались наверх, после чего опрокидывались в специальный желоб.

3

Описанный принцип и был положен в основу действия водяной мельницы. Только теперь вращающееся колесо не подавало воду, а приводило в движение специальный механизм. Мощные струи воды воздействовали на лопатки колеса, оно вращалось с постоянной скоростью, а усилие при этом передавалось на вал. Этот вал оканчивался устройством, которое и совершало непосредственный помол зерна.

4

Один из самых ответственных узлов водяной мельницы – ее передаточный механизм, призванный преобразовывать вращательную энергию. Механики прошлого использовали для этой цели колесную передачу. Она состояла из двух колес, оси вращения которых расположены параллельно друг другу. Когда ведущее колесо начинало вращаться, возникало трение между элементами такой системы. В этот момент приводилось в движение и ведомое колесо.

5

Впоследствии вместо гладких колес в передаче стали использовать зубчатые. Такое решение позволило увеличить силу сцепления и предотвратить проскальзывание. Подобное изобретение было сделано достаточно давно – около полутора-двух тысяч лет назад. Самым большим недостатком зубчатой передачи по тем временам была сложная технология ее изготовления, требовавшая высокой точности при нарезке зубьев.

6

Решение трудной задачи по изобретению передаточного механизма сделало водяную мельницу эффективной и удобной в использовании. Этот механизм получил дальнейшее развитие и на протяжении многих веков использовался не только в сельском хозяйстве для помола зерна, но и промышленности, где он приводил в действие разнообразные орудия труда. Изобретение водяной мельницы историки считают важным шагом на пути к развитому машинному производству.

 

 

 

Человек может  на определенных этапах вмешиваться в естественный круговорот воды и таким образом, добывать ее энергию. Так, например, делают в местах, где потоки ручьев и рек прокладывают себе обратный путь  к морю. При этом человек использует массу водного потока , который направляется на лопасть  турбины, установленной под текущей или падающей водой.

Раньше сила текущей воды использовалась по прямому назначению, к примеру, чтобы привести  в действие жернова водяной мельницы.

В данной случае вода ручьев и рек направлялась на водяное кольцо, которое было связано с мельницей напрямую. Вода падала на колесо сверху и своим весом приводила его в движение (это так называемое  «водяное колесо верхнего удара»)., или же нижняя часть колеса располагалась в воде, и оно вращалось под воздействием потока (колесо «нижнего удара»).