Moara de apa

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Moara de apă descrisă pe un panou din Acta Eruditorum din 1709

O moară de apă sau moară hidraulică este un dispozitiv conceput pentru a utiliza „ energia mecanică produsă de curentul unei căi navigabile , efectuată la roata morii prin canalizare adecvată. În regiunile de coastă, mișcările de maree au fost, de asemenea, exploatate pentru exploatarea morilor de apă.

Istorie

Moara de apa.
Râul Dâmbovița , mori de apă lângă București , 1837.
Moara de apă din Braine-le-Château , secolul al XII-lea.
Castanet-le-Haut (Hérault) - Moara de Nougayrol . Rețineți rezervorul de colectare și canalul de alimentare cu apă necesare pentru funcționarea acestuia.

Utilizarea morii de apă, atestată în Europa încă din cele mai vechi timpuri (este descrisă în Tratatul de arhitectură al lui Vitruvius [1] ), este anterioară utilizării morii de vânt . Dezvoltarea sa a avut loc paralel cu sfârșitul sclaviei începând cu secolul al IX-lea : utilizarea energiei hidraulice în locul energiei animale sau umane a permis o creștere a productivității fără precedent în antichitate ( energia produsă de fiecare roată a unei mori de apă poate măcina 150 kg de cereale într-o oră, echivalent cu munca a 40 de sclavi) [2] . Moara de apă, precum și moara de vânt, au fost înlocuite în secolul al XVIII-lea de apariția mașinii cu aburi și, ulterior, de motorul electric .

Mesopotamia antică

În Mesopotamia antică, utilizarea mașinilor de irigare este documentată în inscripțiile babiloniene , fără detalii despre tehnicile de construcție, dar sugerând exploatarea energiei apei pentru irigații. Utilizarea roților de apă primitive datează din epoca sumeriană , cu referințe la o lună „lună pentru creșterea roților de apă”, deși nu se știe dacă aceste roți au fost alimentate de fluxul unui râu [3] .

Lumea greacă și romană

Reconstrucția unei pompe romane găsite în timpul săpăturilor metroului din Londra , Regatul Unit .

Mașinile de ridicat apa erau frecvente în perioada romană și erau folosite în minele subterane adânci. Mai multe dispozitive au fost descrise de Vitruvius, inclusiv șurubul arhimedean . Multe dintre aceste dispozitive au fost găsite în timpul săpăturilor la minele de cupru Rio Tinto din Spania și au format un sistem care implica șaisprezece roți stivuite una peste alta, astfel încât să crească apa la aproximativ 80 de metri de partea de sus a minului . Alte părți ale acestor roți au fost găsite în 1930 în Dolaucothi , o mină de aur romană din sudul Țării Galilor , când mina a fost redeschisă pentru o perioadă scurtă de timp. Mecanismul a fost găsit la aproximativ 80 de metri sub suprafață, deci trebuie să fi fost un sistem similar cu cel descoperit în Rio Tinto. O analiză recentă a carbonului datează descoperirile în jurul anului 80 d.Hr. și din moment ce lemnul din care erau fabricate era mai vechi în părțile mai adânci ale minei, mecanismele găsite adânc în interiorul minei ar fi funcționat probabil timp de 30-50 de ani. Este clar din aceste exemple că existența sistemelor subterane de drenare a tunelului sugerează că roțile de apă au fost utilizate în mod obișnuit în scopuri industriale.

China antică

Dinastia Song (960-1127) - moară cu apă orizontală pentru curățarea cerealelor.

Roata de apă a fost utilizată în China încă din timpul dinastiei Han (202 î.Hr.-220 d.Hr.) pentru acționarea ciocanelor [4] , burdufului pentru topirea fierului [5] [6] și, într-un caz, pentru rotația mecanică a unui sferă armilară pentru observare astronomică [7] [8] (vezi Zhang Heng ). Deși Joseph Needham a emis ipoteza că morile de apă ar fi putut exista în dinastia Han din China din secolul I , nu există dovezi suficiente pentru a susține acest lucru până în secolul al V-lea [9] . În 488 d.Hr. matematicianul și inginerul Zu Chongzhi a construit o moară de apă care a fost inspectată de împăratul Wu (482-493 d.Hr.) [10] . Inginerul Yang Su al dinastiei Sui (581-618 d.Hr.) a fost însărcinat să construiască sute din aceste mori la începutul secolului al VI-lea [10] . O sursă scrisă în 612 d.Hr. menționează o ceartă între călugări budiști asupra veniturilor dobândite de morile de apă [11] . Un decret al dinastiei Tang (618-907 d.Hr.), scris în 737 d.Hr., a declarat că morile de apă nu ar trebui să întrerupă transportul fluvial și, în unele cazuri, utilizarea lor a fost permisă numai în anumite anotimpuri ale anului [10] . Alte surse din timpul dinastiei Tang (secolul al VIII-lea) raportează că aceste ordonanțe au fost luate foarte în serios, iar guvernul a demolat multe mori de apă deținute de mari familii budiste, comercianți și abații care nu respectau ordonanțele și reglementările guvernamentale [10] . Un eunuc în slujba împăratului Xuan Zong (712-756 d.Hr.) fusese proprietarul unei mori de apă din 748 d.Hr., în care lucrau cinci roți de apă care măcinau 300 buche de cereale pe zi [10] . În perioada 610-670 d.Hr., moara de apă a fost introdusă în Japonia prin peninsula coreeană [12] . A fost folosit și în Tibet din 641 d.Hr. [12]

India antică

Istoria morii de apă din India este neclară. Textele indiene antice, care datează din secolul al IV-lea î.Hr. , se referă la termeni precum cakkavattaka (rotițe rotative) sau arahatta-ghati-yanta (mașină cu roți atașate și vase). Pe această bază, Joseph Needham a sugerat că era mașina Noria . Cu toate acestea, Terry S. Reynolds susține că termenii „folosiți în textele indiene sunt ambigue și nu indică în mod clar o mașină activată de forța apei” . Thorkild Schiøler a susținut că este „mai probabil ca aceste pasaje să se refere la un anumit tip de echipament manual sau dispozitiv de ridicare, mai degrabă decât la o roată alimentată cu apă pentru ridicarea apei” [13] .

Apa pentru irigații pentru culturi a fost alimentată cu roți de ridicare, unele antrenate de forța curentului râului din care a fost ridicată apa. Acest tip de dispozitiv de ridicare a apei a fost folosit în India antică [14] .

În jurul anului 1150, astronomul Bhaskara Achārya a observat mișcarea apei și și-a imaginat cum o roată pentru ridicarea apei, suficient alimentată de fluxul curentului, ar putea fi de fapt o mașină de mișcare perpetuă [15] .

Construcția mecanismelor de utilizare a apei și a aspectelor tehnologice în India este descrisă în unele lucrări în arabă și persană . În perioada medievală, răspândirea tehnologiilor de irigații indiene și persane a dat naștere unui sistem avansat de irigații care a contribuit la creșterea economică [16] .

lumea arabă

Inginerii arabi au învățat tehnologia roții de apă din civilizațiile din Orientul Apropiat antic , unde a fost aplicată cu secole înainte de cucerirea musulmană . Săpătura unui canal din regiunea Basra a scos la lumină rămășițele unei roți de apă datând din jurul secolului al VII-lea . În Hama , Siria , una dintre roțile mari care a exploatat curentul râului Orontes este încă păstrată, deși nu mai este folosită astăzi [17] . Cel mai mare avea un diametru de aproximativ 20 de metri și era împărțit în 120 de compartimente. O altă roată ( Nora ), care este încă în funcțiune, se află în Murcia , Spania și, deși roata originală a fost înlocuită cu una din oțel, sistemul maur din timpul Al-Andalus este practic neschimbat. Mecanismul volantului , care este utilizat pentru a modera alimentarea cu energie a unui dispozitiv rotativ al unei mașini, a fost inventat de Ibn Bassal (1038-1075) și a fost pionierul utilizării volantului în pompa cu lanț ( saqiya ) și în noria [18] .

Utilizarea industrială a morilor de apă în lumea islamică datează din secolul al VII-lea, în timp ce roțile orizontale și verticale mișcate de fluxul de apă erau deja răspândite încă din secolul al IX-lea . O serie de mori industriale de apă au fost utilizate în lumea islamică pentru diverse utilizări, inclusiv măcinarea cerealelor, în fabricile de hârtie , gaterele, fabricile de oțel și fabricile de zahăr. Începând cu secolul al XI-lea, fiecare provincie, în întreaga lume islamică, avea aceste mori industriale în funcțiune, de la al-Andalus până în Africa de Nord și din Orientul Mijlociu până în Asia Centrală [19] . Inginerii musulmani au folosit, de asemenea, arborele cotit , turbina hidraulică și uneltele din morile de apă și mașinile hidraulice de ridicare și au construit baraje pentru a conserva apa care va fi utilizată pentru a furniza energie suplimentară morilor și mașinilor pentru procesare. Colectarea apei [20] . Faptele de hârtie și fabricile de oțel s-ar fi putut răspândi din Spania islamică în Spania creștină în secolul al XII-lea . Morile de apă industriale au fost folosite și în complexele industriale construite în al-Andalus între secolele XI și XIII [21] .

Inginerii musulmani au folosit două soluții pentru a obține puterea maximă de la o moară de apă. Prima soluție a fost montarea roților pe stâlpi sau poduri pentru a exploata debitul maxim. A doua soluție a fost moara plutitoare, un tip de moară de apă mișcată de roți de apă montate pe laturile navelor ancorate în mijlocul vadului. Această tehnică a fost utilizată în secolul al X-lea de -a lungul Tigrului și Eufratului , în Irak , unde morile mari plutitoare de tec și fier puteau produce zece tone de făină în fiecare zi pentru grânele din Bagdad [22] .

În secolul al XIII-lea , inginerii musulmani al-Jazari și Taqi al-Din au ilustrat multe mașini hidraulice în tratatele lor tehnologice.

Europa medievală

Vechiul mecanism al unei mori de apă.
Moară mutată de apa canalului, în Via Molino delle Armi din Milano

Într-un studiu din 2005, Adam Lucas a identificat următoarea cronologie a apariției diferitelor tipuri de mori industriale în Europa de Vest. Rolul preeminent al Franței în introducerea de noi aplicații inovatoare cu utilizarea energiei hidraulice este evident. Cu toate acestea, el a atras atenția asupra rarității studiilor pe această temă în alte câteva țări.

Prima apariție a diferitelor tipuri de fabrici industriale în Europa Medievală în perioada 770-1443 [23]
Tipul morii Data țară
Moara de malț 770 Franţa
Fulling fabric 1080 Franţa
Moara de bronzat aproximativ 1134 Franţa
Moară pentru forjare aproximativ 1200 Anglia , Franța
Ascuțirea 1203 Franţa
Moară pentru cânepă 1209 Franţa
Burduf 1269, 1283 Slovacia , Franța
Gater aproximativ 1300 Franţa
Concasor 1317 Germania
Furnal 1384 Franţa
A tăia 1443 Franţa

Una dintre primele mori care au folosit fluxul de maree a fost recent excavată în apropierea sitului monahal Nendrum din Irlanda de Nord . Complexul a fost datat în jurul anului 787 d.Hr. [24]

Morile de apă din palmento au fost prezente pe teritoriul Rossano ( Cosenza ) încă din secolele XI-XII. Unele sunt încă vizibile de-a lungul râurilor Coserie și Cino, două de-a lungul râului Trionto

În provincia Siena există un sistem medieval de mori, cu un baraj pe râul Merse , în municipiul Sovicille , și o gora care a alimentat multe dintre ele, dintre care trei, monumentale, se află într-o stare bună de conservare.

Tehnologie

Modelul mecanismului de transmisie al roții de apă ; moara este situată la etajul superior.

De obicei, apa este deviată dintr-un râu sau rezervor și condusă la turbină sau roata de apă printr-un canal sau conductă. Forța mișcării apei, combinată cu efectul lamelor unei roți sau ale unei turbine, determină rotația axei care acționează celelalte mașini ale morii. Apa, care părăsește roata sau turbina, este drenată printr-un canal de coadă care poate acționa și ca canal de cap pentru o altă turbină dintr-o altă moară. Trecerea apei este controlată de porți care permit întreținerea și o măsură minimă de control al inundațiilor ; complexele mari de mori pot avea zeci de încuietori de control și conducte interconectate complicate care alimentează mai multe clădiri și procese industriale. În unele plante, apa destinată funcționării lor a fost transportată de un canal și stocată într-un rezervor, adiacent morii, numit bottaccio.

Morile de apă pot fi împărțite în două tipuri: una cu o roată orizontală, numită Retrecine, care deplasează o axă verticală, iar cealaltă cu o roată verticală pe o axă orizontală. Cele mai vechi sunt morile orizontale, în care forța apei, lovind o roată plasată în linie cu curgerea curentului, a făcut ca piatra morii conectate să se rotească pe axa de rotație. Problema cu Retrecine apare din imposibilitatea de a regla viteza de rotație, care depinde direct de viteză și, prin urmare, de disponibilitatea debitului de apă.

În celălalt caz, în care roata de apă este plasată vertical, cu axa de rotație orizontală [25] :

  • Într-o moară îmbibată cu apă, curentul cursului de apă, care trece sub roată, îl determină să se rotească, transmitând o parte din energia cinetică .
  • (în cazul în care apa ajunge la roată în partea sa superioară) căderea în jos a apei, datorită forței gravitaționale , face ca aceasta să se rotească, în urma trecerii sale prin lame; utilizarea roților cu camere profilate permite performanțe superioare.

Începând cu Revoluția Industrială și pe tot parcursul secolului al XX-lea, unele mori au folosit o roată orizontală, cu o axă verticală, cunoscută sub numele de „ turbină ” , în special în cazul morilor , care au fost de dimensiuni mai mici. Nivelul apei a fost menținut la o altitudine suficient de mare deasupra morii de un mic baraj sau o căpăstru prevăzut cu o poartă. Acest dispozitiv tehnic a permis peștilor să treacă în siguranță prin roată, fără a risca să fie răniți sau uciși. În toate cazurile, o rețea a protejat roata sau turbina de ramuri, trunchiuri sau obiecte purtate de curent care ar putea deteriora aceste piese mecanice. Ecranul trebuia curățat în mod regulat.

Majoritatea morilor de apă din Marea Britanie și Statele Unite aveau o roată de apă verticală. Mișcarea roții în jurul unei axe orizontale ar putea fi utilizată pentru ridicarea ciocanelor într-o forjă, pentru plin și așa mai departe. Rotația orizontală trebuia transformată în rotație verticală prin intermediul unor roți dințate, numite felinare.

Morile de apă care exploatau cursurile de apă constau adesea din roți orizontale ușor de construit.

Utilizare

Modelul unei mori de apă ( Québec )

Morile de apă au fost utilizate pentru utilizări multiple înainte de era industrială . Unii sunt:

  • pentru măcinarea cerealelor , cea mai veche utilizare;
  • pentru exploatarea gaterelor , în sectorul forestier;
  • pentru a opera fulloni și războaie de țesut , în industria textilă;
  • în prelucrarea metalelor, pentru a opera pietre de moară, forje și ciocane de forjat;
  • să acționeze pompe hidraulice;
  • fabrică de hârtie : din secolul al XIII-lea până în al XVIII-lea, energia fabricii a fost folosită pentru a sparge cârpe și pastă de lemn cu ajutorul ciocanelor și ciocanelor cu vârfuri.
  • pentru producerea energiei electrice cu ajutorul unui generator .

Câteva exemple de site-uri care utilizează (sau folosesc) energie hidraulică:

Notă

  1. ^ ( FR ) Jean Gimpel, La révolution industrielle du Moyen Age , Paris, Seuil, 1975, pp. 129-130.
  2. ^ ( FR ) Jean Gimpel, La révolution industrielle du Moyen Age , Paris, Seuil, 1975, pp. 149-150.
  3. ^ (EN) Hugh P. Vowles, Early Evolution of Power Engineering , în Isis, vol. 17, n. 2, 1932, pp. 412-420, DOI : 10.1086 / 346662 .
  4. ^ Needham (1986), Volumul 4, Partea 2, 390-392
  5. ^ de Crespigny (2007), 184
  6. ^ Needham (1986), Volumul 4, Partea 2, 370.
  7. ^ de Crespigny (2007), 1050.
  8. ^ Needham (1986), Volumul 4, Partea 2, 88-89.
  9. ^ Needham (1986), Volumul 4, Partea 2, 396-400.
  10. ^ a b c d e Needham (1986), Volumul 4, Partea 2, 400.
  11. ^ Needham (1986), Volumul 4, Partea 2, 400-401.
  12. ^ a b Needham (1986), Volumul 4, Partea 2, 401.
  13. ^ Reynolds, p. 14.
  14. ^ Pacey, pp. 10.
  15. ^ Pacey, pp. 36.
  16. ^ Iqtidar Husain Siddiqui, "Water Works and Irrigation System in India during Pre-Mughal Times", Journal of the Economic and Social History of the Orient , Vol. 29, No. 1 (Feb., 1986), pp. 52-77.
  17. ^ al-Hassani, Woodcock and Saoud (2006) Moștenirea musulmană în lumea noastră, Editura FSTC, p.115
  18. ^ Ahmad Y Hassan, Efectul zboară în Saqiya Filed 07 octombrie 2010 în Arhiva pe Internet .
  19. ^ Adam Robert Lucas (2005), „Frezarea industrială în lumile antice și medievale: o anchetă a dovezilor unei revoluții industriale în Europa medievală”, Tehnologie și cultură 46 (1), p. 1-30 [10].
  20. ^ Ahmad Y Hassan , Transferul Tehnologiei Islamice către Occident, Partea II: Transmiterea Ingineriei Islamice Depus la 18 februarie 2008 în Internet Archive .
  21. ^ Adam Robert Lucas (2005), „Frezarea industrială în lumile antice și medievale: un studiu al dovezilor pentru o revoluție industrială în Europa medievală”, Tehnologie și cultură 46 (1), p. 1-30 [11].
  22. ^ Donald Routledge Hill , „Ingineria mecanică în Orientul Apropiat Medieval”, Scientific American , mai 1991, p. 64-69. ( cf. Donald Routledge Hill , Inginerie mecanică )
  23. ^ Adam Robert Lucas, „Frezarea industrială în lumile antice și medievale. A Survey of the Evidence for a Industrial Revolution in Medieval Europe ', Technology and Culture , Vol. 46, (ianuarie 2005), pp. 1-30 (17).
  24. ^ Tide mill of 787 AD, Ireland de Nord Depus la 27 septembrie 2007 în Internet Archive .
  25. ^ Muzeul Energiei , pe www.museoenergia.it . Adus pe 19 ianuarie 2017 .

Bibliografie

  • Rafe de Crespigny, A Biographical Dictionary of Later Han to the Three Kingdoms (23-220 AD) , Leiden, Koninklijke Brill, 2007, ISBN 90-04-15605-4 .
  • Enid Gauldie, The Scottish Miller 1700 - 1900 , John Donald, 1981, ISBN 0-85976-067-7 .
  • MJ Lewis, Millstone și Hammer: originile puterii apei , University of Hull Press, 1997, ISBN 0-85958-657-X .
  • Vittorio Morelli, Râul și opera vechilor fabrici hidraulice dintre Pescara și Tavo , cu note despre morile Sabucchi și Mapei de pe pârâul Nora, Pescara, Ires Ggil Abruzzo, 2016, [1] .
  • Joseph Needham, Știință și civilizație în China: volumul 4, Fizică și tehnologie fizică; Partea 2, Inginerie mecanică , Taipei, Caves Books Ltd, 1986, ISBN 0-521-05803-1 .
  • Arnold Pacey,Tehnologia în civilizația mondială: o istorie de mii de ani , presa MIT, 1, ISBN 0-262-66072-5 .
  • Terry S. Reynolds, Stronger than a Hundred Men: A History of the Vertical Water Wheel , Johns Hopkins University Press, 1983, ISBN 0-8018-7248-0 .

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 7740 · LCCN (EN) sh85145585 · GND (DE) 4064760-2 · BNF (FR) cb11933892w (dată)
Inginerie Portal de inginerie : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de inginerie
  1. ^ Vittorio Morelli, Râul și munca: fabrici hidraulice antice între Pescara și Tavo: [cu note despre morile Sabucchi și Mapei de pe pârâul Nora] , Pescara, IRES CGIL PESCARA, SBN IT \ ICCU \ TER \ 0040566 .
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Mulino_ad_acqua&oldid=119044401 ”