Энергетика в феодальном периоде развития человечества.

Развитие технологических и подъемиых машин сделало совершенно необходимым обращение к неорганическим источникам энергии, поскольку живые двигатели оказались не в состоянии справляться со все возраставшей потребностью в механической энергии.

Так, в свое время возникла гидроэнергетика, приведшая к постепенной замене в -энергоемких производственных про­цессах человека-двигателя механическим двигателем. Наи­более характерными энергоемкими ‘производственными процессами являлись: подъем воды для орошения полей и размол зерна. Рассмотрим в качестве примера зерновую мельницу- Врашение жернова требовало от работника дли­тельной, однообразно-изнуряющей механической работы.

Но, с другой стороны, именно в этой монотонной, непре­рывно повторявшейся работе, не требовавшей ни мышле­ния, ни производственного мастерства, где человек выпол­нял только функцию двигателя, заключалась воз­можность перехода к применению энергии прирученного животного или неорганической природы. Эта возможность был реализована путем использования животных и приме­нения водяных колес.

Исключительно просто ранние водяные двигатели со­членялись с водоподъемными установками. Водяное колесо. Установленное на сваях, вбитых в дно потока (рис. 2-32), несло на себе ряд сосудов — элементов подъемного устрой­ства, т. е. представляло собой конструкцию, объединявшую транспортную и энергетическую машины.

Для гидравлической установки, показанной на рис. 2-32, характерно проявление ранней формы взаимоотно­шения человека с окружающей его природой: присвоение готовой энергии природы. В этом присвоении еще «с бы«ло какого бы то ли было воздействия на природу: свободно стоящие («плавучие») водяные колеса использовали толь­ко скоростную составляющую энергии воды.

Несколько более сложным было применение водяного колеса для зерновых мелышц. В этом случае между жер­новом и водяным колесом необходимо было сооружать по- редаточный механизм, так как в силу естественных условий водяное колесо должно было вращаться вокруг горизонтального  вала.

Стремление обойтись без  сложной механической передачи между валами, расположенными под прямым углом, привело к изысканию для привода мельничных поставов водяных колес с вертикальным валом. Для того чтобы струя воды, направляемая на лопатку такого колеса, не отклонялась силой тяжести, струе пришлось придать зна­чительную скорость. Вход струи на плоскую лопатку с большой относительной скоростью приводил к сильному разбрызгиванию воды, и для того, чтобы избежать этого, стали делать изогнутые лопатки. Так возник прототип со временных активных гидравлических турбин (рис. 2-34).

Увеличение числа гидросиловых установок, накопленный опыт, а главное ‘недостаток в реках с достаточно большой скоростью движения воды, необходимой для работы сво­бодно стоиших колес, поставили задачу перехода от при­своения энергии в готовой форме к воздействию на приро­ду с целью наиболее целесообразного использования вод­ных энергетических ресурсов. Началось сооружение плотин или деривационных каналов, сводивших естественное паде­ние горизонта потока, растянутого на много километров к одному пункту, что позволило использовать медленно те кущие равнинные реки и создавать условия для эффектив ной утилизации гидроресурсов.

При сооружении плоти» можно было использовать не только скоростной элемент располагаемой энергии потока, но и энергию положения, конструируя средненаливные (рис. 2-35) и верхюеналив- ные (рис. 2-36) водяньге колеса. Верхненаливные колеса явились в то время наиболее эффективными и их к. п. д. Достигал 75%. Именно в этой форме гидравлический дви­гатель стал элементом быстро развивавшейся энергетики Феодального общества.

На территориях, не располагавших гидравлическими энергоресурсами, утилизировалась энергия воздушных по­лков при помощи ветровых двигателей, преимущественно для привода мельничных жерновов. В Голландии, являв­шейся классической страной ветродвигателей в силу ее равнинного ‘положения, эти двигатели широко применялись на водоотливных работах в многовековой борьбе голланд­ского народа по отвоеванию суши у моря.

Ветровые установки и до настоящего времени не вышли из фазы’ присвоения, поскольку остается в силе невозмож­ность воздействовать на направление и силу ветра. Край­няя неравномерность и низкая концентрация природной «готовой» ветровой энергии вместе с трудностью эффек­тивно аккумулировать механическую энергию никогда не выводили ветровую энергию на за­метное место з общем энергетиче­ском балансе мира.

В сооружении водяных колес был достигнут значительный успех/ Немецкий ученый Агрикола (1490—1555 гг.) дал опи­сание реверсивного водяного колеса (рис. 2-37), при­менявшегося для подъема руды из рудника.

В 1582 г. была пушена в работу на р. Темзе лондонская водоподъ­емная установка, состоявшая из пяти подливных (нижне-’ бойнЫ’Х) водяных колес диаметром 6—7 м, приводивших в движение ряд насосов и перекачивавших в сутки 18 000 .и3 воды. В 1685 г. на р. Сене во Франции была со­оружена водоподъемная установка для питашя водой фон­танов дзорцового парка Версальского дворца, состоявшая из 14 подливных колес диаметром 12 м, приводивших в действие 235 поршневых насосов, которые поднимали 3 000 м3 воды- в сутки на высоту 162 м. В середине XVIII в. на Алтае К. Д. Фролов соорудил уникальную гидросило­вую установку для привода подъемный и транспортных устройств двух рудников. Установка представляла собой каскад c последовательным использобаниём воды на КоЛё- сах, наибольшее из который имело диаметр 17 м (рис. 2-38). Эта установка явилась высшим достижением гидро­энергетики своего времени.

Водяное колесо явллялось основной энергетической ба­зой производства в.течение примерно 14 веков (с IV по XVIII в.). Во второй половине XIX в. гидроэнергетика утратила свое ка- чесгвеино ведущее значение, усту­пив его теплоэнергетике. Новый подъем гидроэнергетики, переход гидроэнергетики на новую каче­ственную ступень наметился в са­мом конце XIX з. в связи с реше­нием проблемы передачи энергии на большие расстояния электрическим током. Но и водяное колесо, потеряв в XVIII в. свое значение как осно­вы энергетики, сравни­тельно медленно уступало свои позиции. Так, напри­мер, к 1917 г. в России было установлено 46000 водяных колес; их сум­марная мощность дости­гала 40% всей установ­ленной d стране мощно­сти (за исключением транспорта). В экономи­чески отсталых странах Африки, Азии и др. и сейчас еще работает боль­шое число водялых колес.

Кризис энергетики во­дяного колеса начал про­являться не в приводе зерновььх мельниц нату­рального и мелкотовар­ного хозяйства, где водяyые мельницы сущесnвующих и теперь, а в металлургии и рудном деле в связи с  ростом потребности в орудиях груда и материа­лах для изготовления этих орудий, главным образом в же­лезе. Для получения железа люди копали руду, дробили

Еще записи на эту же тему:



Страницы: 1 2

Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.