能量转换技术的历史

水轮机

最早的机器水轮机,首先用于磨粒。他们随后采用驱动锯木厂和泵,提供波纹管行动炉和伪造,开车倾斜锤子或杵锤锻造铁,并提供直接的机械功率纺织米尔斯。直到期间蒸汽动力的发展工业革命在18世纪,水轮机机械电力生产的主要方式,要么就是偶尔的风车。因此,许多工业城镇,特别是在早期的美国,涌现在地方水流可以保证。

最古老的引用水机日期到85年公元前由早期的希腊作家,出现在一首诗庆祝解放辛劳年轻女性的操作手推石磨(原始的手工作坊)磨玉米。据希腊地理学家斯特拉博王有步骤的第六本都在亚洲使用液压机,大概是一条水渠,约65公元前。

早期轮立轴水工厂开车手推石磨,包含径向叶片或桨在水平面旋转,可以降低到溪里去了。垂直轴是通过一个洞连接固定磨刀石上,或旋转,石头。设备迅速传播希腊世界的其他地方,因为它很容易建立和维护,可以运行在任何水流湍急的溪流。这是在中国在1世纪ce年底前,曾在欧洲第三世纪,已达到日本610年投入使用。用户明白了早期性能可以改善水流和槽,直接水的一侧车轮。

一个水平轴水磨首次被罗马建筑师和工程师维特鲁威大约27公元前。它包括一个下颚突出的水车下面的水进入轮的中心,是由水流和槽。水车是加上一个直角齿轮传动立轴砂轮。这种类型的工厂在整个流行起来罗马帝国的出现后,特别是在高卢,基督教解放了奴隶和由此产生的需要替代权力的来源。早期的大型水轮机,测量直径约1.8米(6英尺),估计有大约3马力,发电量最多的任何机器。罗马在很多工厂采用中世纪的欧洲,水轮机的大小增加,几乎完全的木建成,直到18世纪。

除了流动的溪水,海洋潮汐被用来推动水轮机。潮汐水被允许流入大型用水池,最初通过锁定类型盖茨后来襟翼控制阀门。退潮后,水是让通过闸门和导演到车轮。有时潮汐流的帮助下建筑大坝在一条小河的河口。尽管有限的操作消退潮汐条件,潮汐米尔斯都广泛使用了12世纪。最早记录引用潮汐工厂中《末日审判书》(1086),也记录超过5000水工厂英格兰南部的塞汶河和特伦特河。(潮汐米尔斯也建在大西洋沿岸欧洲和世纪后的东部沿海地区美国而在圭亚那,在那里他们sugarcane-crushing米尔斯。)

第一个分析水轮机的性能是在1759年出版的约翰Smeaton英国工程师。Smeaton建立了试验装置与一个小轮(其直径只有0.61米)来测量水速度的影响,以及头部和车轮的速度。他发现的最大效率(工作产生除以势能在水里),他可以获得22%的下颚突出的轮,为63%打捞筒轮(即。上面,水进入轮中心)。1776年,Smeaton成为第一个使用铸铁轮,两年后,他介绍了铸铁齿轮,从而结束了全木浆建设自罗马时代盛行。根据他的模型试验,Smeaton建造的下颚突出的轮伦敦桥自来水厂,测量宽4.6米,直径9.75米。Smeaton的实验的结果工作被广泛使用在欧洲设计新的轮子。

在1700年代中期一个反应生成少量的水车的权力开始在英格兰农村地区流行。这种类型的设备,通常被称为巴克的轧机,水流入一个旋转的垂直管之前出院通过喷嘴的两个水平的手臂。这些指示水无意中,在一个现代的方式旋转草坪洒水。绳子或带缠绕的垂直管提供了动力输出。

在19世纪初Jean-Victor彭色列法国数学家和工程师,弯曲的桨为下颚突出的轮子设计让水进入顺利。他的设计是基于这个想法,水会弯曲叶片的表面,在内径来休息,然后消失几乎没有速度。这个设计下射的轮子的效率提高到65%。大约在同一时间,威廉·费尔贝恩苏格兰工程师,显示乳房的轮子(即。,这些水进入10 -或点位置二时)比打捞筒轮子更高效和更少脆弱的洪水造成的损失。他使用弯曲的桶和提供了一个贴身的砌体墙保持水侧流出。费尔贝恩在1828年推出了通风桶缺口底部的每个bucket允许困空气逃脱。其他改进包括州长控制闸门和取力器的正齿轮传动装置。

在19世纪,慢慢取代了水轮机水涡轮机。水轮机效率更高;改进设计最终成为可能调节涡轮机和运行的速度足够快以驱动发电机。这个事实尽管慢慢,水轮机,直到20世纪初,他们成了基本上荒废的。然而,即使在今天过仍然生存;在1970年代早期,有超过1000粮食加工厂使用葡萄牙一个人。配备水下轴承,这些现代水轮机当然是m