Koło wodne

piątek, 16 września 2011 06:58 - Poprawiony sobota, 04 lutego 2012 20:29

Na świecie istnieje około 1,5 mld km

3

wody. Jest niezbędna do życia, ale również stanowi wielki

magazyn energii, z którego współcześnie pochodzi około 20% globalnej energii elektrycznej.

Najstarsza wzmianka o podporządkowaniu żywiołu wodnego konkretnym potrzebom

gospodarczym pochodzi już z 18 wieku p.n.e. w kodeksie praw Babilonii ustanowionym przez

Hammurabiego.

Znajduje się tam paragraf dotyczący kar nakładanych na sprawców kradzieży kół wodnych -

zapewne najstarszej maszyny poruszanej siłą wody. Początkowo wykorzystywane były jedynie

do nawadniania pól uprawnych. Łopatki koła odgrywały jednocześnie role czerpaków. Podnosiły

wodę na wyższy poziom i wylewały ja do odpowiedniego koryta drewnianego, prowadzącego

do kanałów nawadniających.

{loadposition w_artykule}

Około 230 roku p.n.e. Filon z Bizancjum opisał już bardziej złożone konstrukcje. Koło wodne

składało się z kilkunastu łopat drewnianych umocowanych na wspólnej osi. Napędzało ono

mechanizm zbudowany z ruchomych czerpaków połączonych łańcuchem. Czerpaki te w

położeniu dolnym wypełniały się wodą. Następnie unosiły się do góry, tam przekręcały i

wylewały wodę do koryta.

Wkrótce koło zaprzęgnięto również do innych prac. Pierwszy pisemny dowód na wykorzystanie

koła wodnego do mielenia zboża, znaleźć można w dokumentach z 1 wieku p.n.e. Autor

dziesięciotomowego dzieła pt: "De Architektura", inżynier rzymski Marek Witruwiusz Polio

(16-13 rok p.n.e.) opisuje współczesne mu młyny wodne. Były to koła drewniane, o średnicy

ponad 3 metrów z zamocowanymi na obwodzie metalowymi wiadrami lub drewnianymi rynnami,

po których spływała woda. Drewniana zębatka, umieszczona na końcu poziomej osi koła

wodnego, zaczepiała o koło zębate osi pionowej. Na górnym końcu tej osi był osadzony i

przymocowany metalowymi klamrami właściwy kamień młyński.

W czwartym wieku n.e. rozszerzono zastosowanie kół wodnych do poruszania pił

mechanicznych. Używano ich na przykład do cięcia kamienia.

W Polsce pierwsze koło wodne o mocy 2-4 KM zbudowano w roku 1145 w Łęczycy, do napędu

młyna. W wieku XVI pracowało w Polsce już około 3000 kół wodnych różnego typu. Służyły one

do napędzania różnych urządzeń w młynach, tartakach i kuźniach.

1 / 2

Koło wodne

piątek, 16 września 2011 06:58 - Poprawiony sobota, 04 lutego 2012 20:29

Przemysł metalurgiczny, tekstylny i papierniczy we wczesnej fazie rozwoju (wiek XVIII i XIX) był

nierozwiązalnie związany z wodą, stąd rozwój przemysłu właśnie w dolinach rzek, nadających

się do energetycznego wykorzystania, aż do czasu wynalezienia maszyny parowej. Na większą

skalę energię wody zaczęto stosować dopiero po wynalezieniu turbiny wodnej. W 1881 roku, za

pomocą dynama podłączonego do znajdującej się w młynie zbożowym turbiny oświetlono ulice

amerykańskiego miasta Niagara Falls, a w roku 1882 uruchomiono pierwszą na świecie

elektrownię wodną - instalację na rzece Fox River w Appleton (stan Wisconsin). Dziś

nowoczesne odpowiedniki kół wodnych w postaci turbin wodnych z powodzeniem napędzają

potężne generatory wielkich elektrowni wodnych, produkujących znaczne ilości energii

elektrycznej. W niektórych krajach (na przykład Norwegia), większość energii wytwarzana jest

właśnie w ten sposób.

Zależnie od sposobu zasilania, koła wodne dzielimy na:

- podsiębierne (wykorzystuje głównie energię kinetyczną wody) - montowane nad korytem

rzeki w taki sposób, aby nurt przepływającej wody uderzał w jego łopatki od spodu nadając mu

przez to ruch obrotowy. Wydajność kół tego typu wynosi około 22 %,

- śródsiębierne (wykorzystuje energię potencjalną i kinetyczną wody),

- nadsiębierne (wykorzystuje głównie energię potencjalną wody) - porusza się dzięki

spiętrzonej wodzie doprowadzanej na jego łopaty od góry. Charakteryzuje się wydajnością

około 60%, ponieważ spiętrzona woda spadając swobodnie posiada większą energię.

2 / 2