jak we wszystkich maszynach, ruch obrotowy jest bardziej wydajny w urządzeniach podnoszących wodę niż oscylacyjnych. Jeśli chodzi o źródło energii, koła wodne mogą być obracane przez siłę ludzką lub zwierzęcą lub przez sam prąd wody. Koła wodne występują w dwóch podstawowych konstrukcjach, wyposażonych w oś pionową lub poziomą. Ten ostatni typ można podzielić, w zależności od miejsca, w którym woda uderza w łopatki kół, na koła nadmiarowe, piersiowe i dolne., Dwie główne funkcje kół wodnych to historycznie podnoszenie wody do celów nawadniania i mielenie, zwłaszcza zboża. W przypadku młynów o osi poziomej do przenoszenia napędu wymagany jest system przekładni, których młyny o osi pionowej nie potrzebują.
Western worldEdit
grecko-rzymski worldEdit
starożytni Grecy wynaleźli koło wodne i byli, wraz z Rzymianami, pierwszymi, którzy używali go w prawie wszystkich formach i funkcjach opisanych powyżej, w tym w aplikacji do napełniania wodą., Przełom technologiczny nastąpił w zaawansowanym technicznie i naukowo hellenistycznym okresie między III a i wiekiem p. n. e.
podnoszenie wody
Sekwencja kół znalezionych w kopalniach Rio Tinto
koło wodne jest w dwóch podstawowych formach, koło z korpusem (łac. tympanum) i koło z obręczą lub obręcz z oddzielnymi, dołączonymi pojemnikami. Koła mogły być obracane przez ludzi stąpających po jego zewnętrznej stronie lub przez zwierzęta za pomocą narzędzia sakia., Podczas gdy tympanon miał dużą pojemność wyładowczą, mógł podnosić wodę tylko do wysokości własnego promienia i wymagał dużego momentu obrotowego. Te braki konstrukcyjne zostały przezwyciężone przez koło z obręczą przegubową, która była mniej ciężką konstrukcją o wyższym wzniesieniu.
najwcześniejsze literackie odniesienie do napędzanego wodą, dzielonego koła pojawia się w traktacie technicznym Pneumatica (chap. 61) greckiego inżyniera Filona z Bizancjum (ok. 280-220 p. n. e.). W swojej Parasceuastica (91.,43-44), Filo zaleca użycie takich kół do zanurzania min oblężniczych jako środka obronnego przed sapowaniem wroga. Za panowania Ptolemeusza IV (221-205 p. n. e.) w Aleksandrii miały być używane do osuszania suchych doków. Kilka greckich papirusów z III – II wieku p. n. e.wspomina o używaniu tych kół, ale nie podaje dalszych szczegółów. Nieistnienie urządzenia w starożytnym Bliskim Wschodzie przed podbojem Aleksandra można wywnioskować z jego wyraźnego braku w bogatej ikonografii orientalnej na temat praktyk irygacyjnych., W przeciwieństwie do innych urządzeń do podnoszenia wody i pomp z tego okresu, wynalazek koła dzielonego nie może być przypisany do żadnego konkretnego inżyniera hellenistycznego i mógł być wykonany pod koniec IV wieku pne w kontekście wiejskim z dala od metropolii Aleksandrii.
koło odwadniające z kopalni Rio Tinto
najwcześniejsze przedstawienie koła odwadniającego pochodzi z obrazu Grobowego w Ptolemejskim Egipcie, który datuje się na II wiek pne., Pokazuje parę jarzmowych Wołów napędzających koło za pomocą przekładni sakia, co też jest tu po raz pierwszy potwierdzone. Grecki system przekładni sakia jest już w pełni rozwinięty do tego stopnia, że „współczesne urządzenia egipskie są praktycznie identyczne”. Przypuszcza się, że naukowcy z Muzeum Aleksandryjskiego, w tym czasie najaktywniejszego greckiego Centrum Badawczego, mogli być zaangażowani w jego wynalazek. Epizod z wojny Aleksandryjskiej w 48 R. p. n. e.opowiada o tym, jak wrogowie Cezara wykorzystywali wodoloty do wylewania wody morskiej z podwyższonych miejsc na pozycje uwięzionych Rzymian.,
około 300 roku n. e.noria została ostatecznie wprowadzona, gdy drewniane przegrody zostały zastąpione niedrogimi ceramicznymi garnkami, które były przywiązane do zewnętrznej części koła o otwartej ramie.
Rzymianie szeroko wykorzystywali koła wodne w projektach górniczych, a ogromne koła wodne z czasów rzymskich znaleziono w miejscach takich jak współczesna Hiszpania. Były to odwrócone koła wodne przeznaczone do odwadniania głębokich podziemnych kopalń. Kilka takich urządzeń jest opisanych przez Witruwiusza, w tym odwrócone koło wodne i śruba Archimedejska., Wiele z nich znaleziono podczas nowoczesnego wydobycia w kopalniach miedzi w Rio Tinto w Hiszpanii, jeden system obejmujący 16 takich kół ułożonych jeden nad drugim, aby podnieść wodę około 80 stóp od miski olejowej kopalni. Część takiego koła została znaleziona w Dolaucothi, rzymskiej kopalni złota w południowej Walii w latach 30. Został znaleziony około 160 stóp pod powierzchnią, więc musiał być częścią podobnej sekwencji, jak ta odkryta w Rio Tinto., Został on niedawno datowany na około 90 r.n. e., a ponieważ drewno, z którego został wykonany, jest znacznie starsze niż kopalnia głębinowa, jest prawdopodobne, że Głębokie wyrobiska działały prawdopodobnie 30-50 lat później. Z tych przykładów kół drenażowych znalezionych w szczelnych podziemnych galeriach w szeroko odseparowanych miejscach wynika, że budowa kół wodnych była dobrze w ich możliwościach, a takie pionowe koła wodne powszechnie stosowane do celów przemysłowych.,
Młyn wodny
Vitruvius' undershot-wheeled watermill (rekonstrukcja)
biorąc pod uwagę pośrednie dowody z pracy greckiego Technika Apolloniusa z Perge, brytyjski historyk technologii M. J. T. Lewis datuje pojawienie się pionowej osi młyn wodny na początku III wieku pne, i poziomo-osiowy młyn wodny do około 240 p. n. e., z Bizancjum i Aleksandrii jako przypisane miejsca wynalazku. Młyn wodny podaje Grecki geograf Strabon (ok., 64 p. n. e. – 24 n. e.) istniała przed 71 p. n. e. w Pałacu pontyjskiego Króla Mitradatesa VI Eupatora, ale jego dokładna konstrukcja nie może być zaczerpnięta z tekstu (XII, 3, 30 C 556).
pierwszy jasny opis Młynu wodnego podaje pod koniec I wieku p. n. e.Rzymski architekt Witruwiusz, który opowiada o systemie przekładni sakia jako zastosowanym do młyna wodnego., Relacja Witruwiusza jest szczególnie cenna, ponieważ pokazuje, w jaki sposób powstał młyn wodny, a mianowicie poprzez połączenie oddzielnych greckich wynalazków zębatki i koła wodnego w jeden skuteczny system mechaniczny do wykorzystania energii wodnej. Koło wodne Witruwiusza jest opisane jako zanurzone z jego dolnym końcem w cieku, tak aby jego łopatki mogły być napędzane przez prędkość bieżącej wody (X, 5.2).,
mniej więcej w tym samym czasie koło prześwitu pojawia się po raz pierwszy w poemacie Antypatra z Tesaloniki, który chwali go jako urządzenie oszczędzające pracę (IX, 418.4-6). Motyw ten podejmuje również Lukrecjusz (ok. 99-55 p. n. e.), który porównuje obrót koła wodnego do ruchu gwiazd na firmamencie (V 516)., Trzeci poziomo-osiowy Typ, koło wodne piersi, pojawia się w dowodach archeologicznych pod koniec II wieku n. e.w środkowej Galii. Większość wykopanych rzymskich młynów wodnych była wyposażona w jedno z tych kół, które, choć bardziej skomplikowane w budowie, były znacznie bardziej wydajne niż pionowe koło wodne. W II wieku n. e.Barbegal Watermill complex seria szesnastu kół nadmiarowych była zasilana sztucznym akweduktem, proto-przemysłową fabryką zboża, która została określona jako „największe znane stężenie mocy mechanicznej w starożytnym świecie”.,
w rzymskiej Afryce Północnej znaleziono kilka instalacji z około 300 roku n. e., w których pionowe koła wodne wyposażone w kątowe łopaty zostały zainstalowane na dnie wypełnionego wodą, okrągłego wału. Woda z młyna, która weszła stycznie do dołu, stworzyła wirujący słup wody, który sprawił,że w pełni zanurzone koło działało jak prawdziwe turbiny wodne, najwcześniejsze znane do tej pory.,
Nawigacja
oprócz jej wykorzystania w frezowaniu i podnoszenia wody, starożytni inżynierowie zastosowali wiosłowane koło wodne do automatów i nawigacji. Witruwiusz (x 9,5–7) opisuje koła łopatkowe z wieloma przełożeniami, pracujące jako licznik przebiegu statku, najwcześniej w swoim rodzaju., Pierwsza wzmianka o kołach wiosłowych jako środku napędowym pochodzi z IV–V-wiecznego Traktatu wojskowego de Rebus Bellicis (rozdział XVII), gdzie anonimowy rzymski autor opisuje okręt wojenny napędzany wołem.
wczesnośredniowieczna Europaedytuj
starożytna technologia kół wodnych była kontynuowana we wczesnym średniowieczu, gdzie pojawianiu się nowych gatunków dokumentalnych, takich jak kodeksy prawne, karty klasztorne, ale także hagiografia, towarzyszył gwałtowny wzrost odniesień do młynów wodnych i kół.,
najwcześniejsze pionowe koło w młynie pływowym pochodzi z VI-wiecznego Killoteran w pobliżu Waterford w Irlandii, podczas gdy pierwsze znane poziome koło w tego typu młynie pochodzi z irlandzkiej małej Wyspy (ok. 630). Jeśli chodzi o zastosowanie w zwykłym nordyckim lub greckim młynie, najstarsze znane koła poziome zostały wykopane w irlandzkim Ballykilleen, datowane na Około 636.
najwcześniejszym wykopanym kołem wodnym napędzanym siłą pływową był młyn Klasztorny Nendrum w Irlandii Północnej, który został datowany na 787, chociaż możliwy wcześniejszy młyn datowany jest na 619., Młyny pływowe stały się powszechne w estuariach o dobrym zasięgu pływów zarówno w Europie, jak i Ameryce, na ogół przy użyciu kół poduszkowych.
koło wodne zasilające mały wiejski młyn w Muzeum Architektury Ludowej i życia w Użhorodzie na Ukrainie
klasztory Cysterskie w szczególności szeroko wykorzystywały koła wodne do zasilania różnego rodzaju młynów wodnych., Wczesnym przykładem bardzo dużego koła wodnego jest jeszcze istniejące koło z początku XIII wieku Real Monasterio de Nuestra Senora De Rueda, Klasztor cystersów w Aragonii w Hiszpanii. Niewątpliwie najpowszechniejsze były młyny zbożowe (do kukurydzy), ale istniały też tartaki, fularnie i młyny, które spełniały wiele innych pracochłonnych zadań. Koło wodne pozostało konkurencyjne z silnikiem parowym również do rewolucji przemysłowej. Około VIII do X wieku do Hiszpanii sprowadzono szereg technologii irygacyjnych, a tym samym wprowadzono je do Europy., Jedną z tych technologii jest Noria, która jest w zasadzie Kołem wyposażonym w wiadra na peryferiach do podnoszenia wody. Jest to podobne do koła podwodnego, o którym wspomniano w tym artykule. Umożliwiało to chłopom wydajniejsze zasilanie młynów wodnych. Według książki Thomasa Glicka „Nawadnianie i społeczeństwo w średniowiecznej Walencji”, Noria prawdopodobnie pochodziła gdzieś z Persji. Był używany przez wieki, zanim technologia została wprowadzona do Hiszpanii przez Arabów, którzy przyjęli ją od Rzymian., W ten sposób rozmieszczenie norii na Półwyspie Iberyjskim „odpowiada obszarowi ustabilizowanego osadnictwa Islamskiego”. Technologia ta ma głęboki wpływ na życie chłopów. Noria jest stosunkowo tania w budowie. Dzięki temu chłopi mogli efektywniej uprawiać ziemię w Europie. Wraz z Hiszpanami technologia rozprzestrzeniła się na Nowy Świat w Meksyku i Ameryce Południowej Po hiszpańskiej ekspansji
, 1086edit
Zgromadzenie zwołane przez Williama z Normandii, powszechnie określane jako” Domesday ” lub Doomsday survey, przeprowadziło inwentaryzację wszystkich potencjalnie podlegających opodatkowaniu nieruchomości w Anglii, która obejmowała ponad sześć tysięcy młynów rozmieszczonych w trzech tysiącach różnych lokalizacji.
Lokalizacjedytuj
Typ wybranego koła wodnego był zależny od lokalizacji. Ogólnie rzecz biorąc, gdyby dostępne były tylko małe ilości wody i wysokie wodospady, młynarz zdecydowałby się użyć koła nadmiarowego., Na decyzję miał wpływ fakt, że wiadra mogły łapać i wykorzystywać nawet niewielką ilość wody. W przypadku dużych ilości wody z małymi wodospadami zastosowano koło podporowe, ponieważ było bardziej dostosowane do takich warunków i tańsze w budowie. Tak długo, jak te zapasy wody były obfite, kwestia wydajności pozostawała nieistotna. W XVIII wieku, wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię w połączeniu z ograniczoną ilością wody, położono nacisk na schemat wydajności.,
wpływ Ekonomicznyedytuj
w XI wieku istniały części Europy, w których eksploatacja wody była powszechna. Uważa się, że koło wodne aktywnie ukształtowało i na zawsze zmieniło poglądy ludzi Zachodu. Wraz z pojawieniem się koła wodnego Europa zaczęła przechodzić od pracy mięśni ludzkich i zwierzęcych w kierunku pracy mechanicznej. Mediewistka Lynn White Jr. twierdziła, że rozprzestrzenianie się nieożywionych źródeł energii jest wymownym świadectwem pojawienia się na Zachodzie nowego podejścia do władzy, pracy, natury, a przede wszystkim technologii.,
wykorzystanie energii wodnej umożliwiło wzrost wydajności rolnictwa, nadwyżek żywności i urbanizację na dużą skalę począwszy od XI wieku. Przydatność energii wodnej motywowała Europejskie eksperymenty z innymi źródłami energii, takimi jak młyny wiatrowe i pływowe. Waterwheels wpłynęło na budowę miast, a dokładniej kanałów. Techniki, które rozwinęły się w tym wczesnym okresie, takie jak zagłuszanie strumieni i budowa kanałów, stawiały Europę na hydraulicznie skoncentrowaną ścieżkę, na przykład technologię zaopatrzenia w wodę i nawadniania, zostały połączone w celu modyfikacji zasilania koła., Ilustruje to, w jakim stopniu nastąpił duży stopień innowacji technologicznej, który zaspokajał rosnące potrzeby państwa feudalnego.
zastosowanie koła wodnego
młyn do wytłaczania Rudy (za robotnikiem pobierającym rudę z zsypu). Od Georg Agricola De Re metallica (1556)
młyn wodny był używany do mielenia ziarna, produkcji mąki do chleba, słodu do piwa lub grubej mąki do kaszy. Młotowiertarki używały koła do obsługi młotów. Jednym z typów był fulling mill, który był używany do produkcji sukna., Młotek trip był również używany do produkcji kutego żelaza i do obróbki żelaza w użyteczne kształty, działalność, która była inaczej pracochłonna. Koło wodne było również używane w papiernictwie, bijąc materiał do masy celulozowej. W XIII wieku młyny wodne używane do młotkowania w całej Europie poprawiły produktywność wczesnej produkcji stali. Wraz z opanowaniem prochu, waterpower zapewniał europejskim krajom światowe przywództwo Wojskowe od XV wieku.,
Europa XVII – i XVIII-wiecznaedytuj
Millwrights rozróżnili dwie siły, impuls i ciężar, w pracy w kołach wodnych na długo przed 18-wieczną Europą. Fitzherbert, XVI-wieczny pisarz rolniczy, napisał „druieth koło, jak również z ciężarem wody, jak z siłą”. Leonardo da Vinci omówił również moc wody, zauważając, że „cios nie jest ciężarem, ale wzbudza moc wagi, prawie równą własnej mocy”., Jednak nawet realizacja dwóch sił, masy i impulsu, zamieszanie pozostało nad zaletami i wadami tych dwóch, i nie było jasnego zrozumienia wyższej wydajności wagi. Przed 1750 nie było pewności, która siła jest dominująca i powszechnie rozumiano, że obie siły działają z równą inspiracją między sobą. Koło wodne wywołało pytania o prawa natury, w szczególności prawa siły., W pracy Evangelista Torricelli na kołach wodnych wykorzystano analizę prac Galileusza na spadających ciałach, że prędkość wody wyrastającej z otworu pod głową była dokładnie równa prędkości kropli wody uzyskanej podczas swobodnego spadania z tej samej wysokości.
Industrial EuropeEdit
koło Lady Isabella, Laxey, Isle of Man, używane do napędzania pomp kopalnianych
koło wodne było siłą napędową pierwszych etapów industrializacji w Wielkiej Brytanii., Urządzenia tłokowe napędzane wodą były stosowane w młotach tripowych i mieszkach wielkopiecowych. Rama wodna Richarda Arkwrighta była napędzana kołem wodnym.
najpotężniejszym kołem wodnym zbudowanym w Wielkiej Brytanii było koło wodne Quarry Bank Mill koło Manchesteru o mocy 100 km. W 1904 roku został wycofany ze służby i zastąpiony przez kilka turbin. Obecnie jest to muzeum otwarte dla zwiedzających.
największe działające koło wodne w Wielkiej Brytanii ma średnicę 15,4 m i zostało zbudowane przez firmę De Winton z Caernarfon., Znajduje się w warsztatach Dinorwic National Slate Museum w Llanberis w północnej Walii.
największym obrotowym kołem wodnym na świecie jest koło Laxey (znane również jako Lady Isabella) w miejscowości Laxey na Wyspie Man. Ma 72 stopy 6 cali (22,10 m) średnicy i 6 stóp (1,83 m) szerokości i jest utrzymywany przez Manx National Heritage.
rozwój turbin wodnych w okresie Rewolucji Przemysłowej doprowadził do spadku popularności kół wodnych., Główną zaletą turbin jest to, że ich zdolność do uprzęży głowy jest znacznie większa niż średnica turbiny, podczas gdy koło wodne nie może skutecznie uprząż głowy większej niż jego średnica. Migracja z kół wodnych do nowoczesnych turbin trwała około stu lat.
Ameryka Północnaedit
koło zawieszane z przekładnią zębatą w magazynie kanału Portland Basin Canal
koła wodne były używane do zasilania tartaków, młynów i do innych celów podczas rozwoju Stanów Zjednoczonych., Koło wodne o średnicy 40 stóp (12 m) w McCoy w stanie Kolorado, zbudowane w 1922 roku, jest ocalałym z wielu, które podnosiło wodę do nawadniania z rzeki Kolorado.
Dwa wczesne ulepszenia to koła zawieszenia i przekładnia obręczy. Koła zawieszenia są skonstruowane w taki sam sposób jak koło rowerowe, obręcz jest podparta pod naprężeniem z piasty – doprowadziło to do większych lżejszych kół niż poprzednia konstrukcja, w której ciężkie szprychy były pod kompresją. Obręcz-przekładnia polegająca na dodaniu karbowanego koła do obręczy lub osłony koła., Koło zębate uruchamiało koło zębate i pobierało moc do młyna za pomocą niezależnego wału liniowego. Wyeliminowało to naprężenia obrotowe osi, które w ten sposób mogły być lżejsze, a także umożliwiło większą elastyczność w lokalizacji układu napędowego. Obrót wału był nastawiony od obrotu koła, co prowadziło do mniejszych strat mocy. Przykład tego projektu zapoczątkowanego przez Thomasa Hewesa i udoskonalonego przez Williama Fairburna można zobaczyć w odrestaurowanym kole w 1849 roku w Portland Basin Canal Warehouse.,
nieco pokrewne były koła rybne używane w północno-zachodniej Ameryce i na Alasce, które podnosiły-łososie z dopływów rzek.
ChinaEdit
dwa typy hydraulicznych pomp łańcuchowych z Tiangong Kaiwu z 1637 roku, napisane przez encyklopedystę dynastii Ming, Song Yingxing (1587-1666).
Chińskie koła wodne prawie na pewno mają osobne pochodzenie, ponieważ wczesne były niezmiennie poziome koła wodne., Co najmniej w I wieku n. e.Chińczycy ze wschodniej dynastii Han używali kół wodnych do kruszenia ziarna w młynach i napędzania mieszków tłokowych w kuciu rudy żelaza w żeliwo.
w tekście znanym jako Xin Lun napisanym przez Huan Tan około 20 roku n. e. (podczas uzurpacji Wang Mang), stwierdza, że legendarny mitologiczny król znany jako Fu Xi był odpowiedzialny za tłuszcz i zaprawę, która przekształciła się w młot Przechylny, a następnie urządzenie trip hammer (zobacz Trip hammer)., Chociaż autor mówi o mitologicznym Fu Xi, fragment jego pisma daje wskazówkę, że koło wodne było powszechnie używane w I wieku naszej ery w Chinach (pisownia Wade-Giles):
Fu HSI wynalazł tłuczek i zaprawę, która jest tak przydatna, a później została sprytnie ulepszona w taki sposób, że cała masa ciała mogła być wykorzystana do deptania po młotku przechylnym (tui), zwiększając w ten sposób wydajność dziesięć razy., Następnie moc zwierząt-osłów, mułów, wołów i koni-została zastosowana za pomocą maszyn, a także energii wodnej do walenia, tak że korzyść została zwiększona stokrotnie.
W roku 31 n. e. inżynier i prefekt Nanyang, Du Shi (d.38), zastosował złożone wykorzystanie koła wodnego i maszyn do zasilania mieszków wielkiego pieca do tworzenia żeliwa., Du Shi jest krótko wspomniany w późniejszej Księdze Han (Hou Han Shu) w następujący sposób (w pisowni Wade-Giles):
w siódmym roku panowania Chien-Wu (31 n. e.) Tu Shih został wyznaczony na prefekta Nanyang. Był człowiekiem hojnym i jego polityka była pokojowa; niszczył złoczyńców i ustanowił godność (swojego urzędu). Dobry w planowaniu, kochał zwykłych ludzi i chciał uratować ich pracę. Wynalazł przeciwsobnik o mocy wodnej (shui phai) do odlewania (żelaznych) narzędzi rolniczych., Ci, którzy wytapiali i odlewali już mieli mieszek do wysadzania swoich pożarów węglem drzewnym, a teraz zostali poinstruowani, aby użyć pędzącego wody (chi shui) do jej obsługi … W ten sposób ludzie uzyskali wielkie korzyści z niewielkiej pracy. Uznali, że „mieszek wodny (zasilany)” jest wygodny i przyjęli go szeroko.
koła wodne w Chinach znalazły praktyczne zastosowanie, jak również niezwykłe zastosowanie., Chiński wynalazca Zhang Heng (78-139) jako pierwszy w historii zastosował siłę napędową w obracaniu astronomicznego instrumentu sfery armilarnej za pomocą koła wodnego. Inżynier mechanik ma Jun (ok. 200-265) z Cao Wei użył kiedyś koła wodnego do zasilania i obsługi dużego mechanicznego Teatru Lalek dla cesarza Minga z Wei (R. 226-239).
IndiaEdit
wczesna historia młyna wodnego w Indiach jest niejasna., Starożytne teksty indyjskie datowane na IV wiek p. n. e.odnoszą się do terminu cakkavattaka (obracające się koło), który komentarze tłumaczą jako arahatta-ghati-yanta (maszyna z przymocowanymi kołowymi garnkami). Na tej podstawie Joseph Needham zasugerował, że maszyna była norią. Terry S. Reynolds twierdzi jednak, że ” termin używany w tekstach indyjskich jest niejednoznaczny i nie wskazuje jednoznacznie na urządzenie zasilane wodą.”Thorkild Schiøler argumentował, że bardziej prawdopodobne jest, że te fragmenty odnoszą się do jakiegoś rodzaju bieżnika lub ręcznego urządzenia do podnoszenia wody, zamiast koła do podnoszenia wody napędzanego wodą.,”
zgodnie z grecką tradycją historyczną Indie otrzymały młyny wodne od Cesarstwa Rzymskiego na początku IV wieku n. e., kiedy pewien Metrodoros wprowadził”młyny wodne i Łaźnie, nieznane wśród nich do tej pory”. Woda do nawadniania upraw była dostarczana za pomocą kół podnoszących wodę, niektóre napędzane siłą prądu w rzece, z której podnoszona była woda., Ten rodzaj urządzenia do podnoszenia wody był używany w starożytnych Indiach, wyprzedzając, według Pacey, jego użycie w późniejszym Cesarstwie Rzymskim lub Chinach, mimo że pierwsze literackie, Archeologiczne i obrazowe dowody koła wodnego pojawiły się w świecie hellenistycznym.
około 1150 roku astronom Bhaskara Achārya zaobserwował koła podnoszące wodę i wyobraził sobie takie koło podnoszące wystarczającą ilość wody, aby uzupełnić strumień napędzający je, skutecznie, maszyną perpetuum mobile. Budowa wodociągów i aspekty techniki wodnej w Indiach opisane są w pracach arabskich i perskich., W średniowieczu rozpowszechnienie indyjskich i perskich technologii nawadniania dało początek zaawansowanemu systemowi nawadniania, który przyniósł wzrost gospodarczy, a także przyczynił się do rozwoju kultury materialnej.,
Islamski światedytuj
Arabscy inżynierowie przejęli technologię wodną społeczeństw hydraulicznych starożytnego Bliskiego Wschodu; przyjęli koło wodne już w czasach starożytnych.VII wieku, wykopaliska kanału w rejonie Basry odkryły pozostałości koła wodnego z tego okresu. Hama w Syrii nadal zachowuje część swoich dużych kół, na rzece Orontes, chociaż nie są już używane., Jeden z największych miał średnicę około 20 metrów (66 stóp), a jego obręcz była podzielona na 120 przedziałów. Inne koło, które jest nadal w eksploatacji znajduje się w Murcji w Hiszpanii, La Nora, i chociaż oryginalne koło zostało zastąpione przez stalowe, System Mauretański w Al-Andalus jest praktycznie niezmieniony. Niektóre Średniowieczne, Islamskie koła wodne mogły podnosić wodę nawet do 30 metrów (100 stóp)., Muhammad ibn Zakariya Al-Razi Kitab al-Hawi w X wieku opisał norię w Iraku, która mogła podnieść nawet 153 000 litrów na godzinę (34 000 imp gal/H) lub 2550 litrów na minutę (560 imp gal/min). Jest to porównywalne do wydajności nowoczesnych norias w Azji Wschodniej, które mogą podnosić do 288 000 litrów na godzinę (63 000 imp gal/H) lub 4800 litrów na minutę (1100 imp gal/min).
koło wodne w Djambi, Sumatra, c., 1918
przemysłowe zastosowania młynów wodnych w świecie islamskim sięgają VII wieku, podczas gdy poziome i pionowe młyny wodne były powszechnie używane do IX wieku. W świecie islamskim stosowano różne przemysłowe młyny wodne, w tym Szlifierki, hullery, tartaki, młyny okrętowe, stemple, huty, cukrownie i młyny przypływowe. Do XI wieku wszystkie prowincje w świecie islamskim miały te przemysłowe młyny wodne, od al-Andalus i Afryki Północnej po Bliski Wschód i Azję Środkową., Muzułmańscy i chrześcijańscy inżynierowie używali również wałów korbowych i turbin wodnych, kół zębatych w młynach wodnych i maszynach do podnoszenia wody oraz zapór jako źródła wody, używanych do zapewnienia dodatkowej mocy młynom wodnym i maszynom do podnoszenia wody. W XII wieku w Hiszpanii muzułmańskiej rozwinęły się młyny i huty stali. Przemysłowe młyny wodne były również wykorzystywane w dużych kompleksach fabrycznych zbudowanych w al-Andalus między Xi A XIII wiekiem.
inżynierowie świata islamu opracowali kilka rozwiązań, aby osiągnąć maksymalną wydajność z koła wodnego., Jednym z rozwiązań było zamontowanie ich na filarach mostów, aby wykorzystać zwiększony przepływ. Innym rozwiązaniem był shipmill, rodzaj młyna wodnego napędzanego kołami wodnymi zamontowanymi na burtach statków zacumowanych w połowie drogi. Technika ta była stosowana wzdłuż rzek Tygrysu i Eufratu W x-wiecznym Iraku, gdzie duże młyny z drewna tekowego i żelaza mogły produkować 10 ton mąki z kukurydzy dziennie dla spichlerza w Bagdadzie. Mechanizm koła zamachowego, który służy do wygładzenia dostarczania mocy z urządzenia napędowego do napędzanej maszyny, został wynaleziony przez Ibn Bassala (fl., 1038-1075) z Al-Andalus; był pionierem stosowania koła zamachowego w saqiya (pompy łańcuchowej) i norii. Inżynierowie Al-Jazari w XIII wieku i Taqi al-Din w XVI wieku opisali wiele wynalazczych maszyn do podnoszenia wody w swoich traktatach technologicznych. Wykorzystali również koła wodne do zasilania różnych urządzeń, w tym różnych zegarów wodnych i automatów.
nowoczesne rozwojeedit
koło Hydrauliczneedit
ostatnim rozwinięciem koła piersiowego jest koło hydrauliczne, które skutecznie łączy systemy automatycznej regulacji., Aqualienne jest jednym z przykładów. Generuje od 37 kW do 200 kW energii elektrycznej z przepływu wody 20 m3 (710 cu ft) z głowicą od 1 do 3,5 m (3 do 11 stóp). Jest przeznaczony do produkcji energii elektrycznej w miejscach dawnych młynów wodnych.