Wasserrad

Wie bei allen Maschinen ist die Drehbewegung bei Wasseraufzugsgeräten effizienter als die oszillierende. In Bezug auf die Stromquelle können Wasserräder entweder durch menschliche oder tierische Kraft oder durch den Wasserstrom selbst gedreht werden. Wasserräder gibt es in zwei Grundausführungen, entweder mit einer vertikalen oder einer horizontalen Achse. Der letztere Typ kann je nachdem, wo das Wasser auf die Radpaddel trifft, in Überschuss -, Brust-und Unterschussräder unterteilt werden., Die beiden Hauptfunktionen von Wasserrädern waren historisch gesehen das Heben von Wasser für Bewässerungszwecke und das Mahlen, insbesondere von Getreide. Bei Horizontalachsmühlen ist für die Kraftübertragung ein Zahnradsystem erforderlich, das Vertikalachsmühlen nicht benötigen.

Western WorldEdit

Greco-Roman WorldEdit

Die alten Griechen haben das Wasserrad erfunden und waren zusammen mit den Römern die ersten, die es in fast allen oben beschriebenen Formen und Funktionen verwendeten, einschließlich seiner Anwendung für Wasserzeichen., Der technologische Durchbruch erfolgte in der technisch fortgeschrittenen und wissenschaftlich denkenden hellenistischen Zeit zwischen dem 3.und 1. Jahrhundert v. Chr.

Water-lifting

Das compartmented water wheel kommt in zwei Grundformen, das Rad mit compartmented body (lateinisches Tympanon) und das Rad mit compartmented rim oder eine Felge mit separaten, angebrachten Behältern. Die Räder könnten entweder von Männern, die auf der Außenseite treten, oder von Tieren mittels eines Sakia-Zahnrads gedreht werden., Während das Tympanon eine große Abflusskapazität hatte, konnte es das Wasser nur auf weniger als die Höhe seines eigenen Radius heben und erforderte ein großes Drehmoment zum Drehen. Diese Konstruktionsmängel wurden durch das Rad mit einer unterteilten Felge überwunden, die eine weniger schwere Konstruktion mit einem höheren Auftrieb war.

Der früheste literarische Hinweis auf ein wassergetriebenes, unterteiltes Rad erscheint in der technischen Abhandlung Pneumatica (Kap. 61) des griechischen Ingenieurs Philo von Byzanz (ca. 280-220 v. Chr.). In seiner Parasceuastica (91.,43-44) empfiehlt Philo die Verwendung solcher Räder zum Untertauchen von Belagerungsminen als Verteidigungsmaßnahme gegen feindliches Durchschneiden. Unter der Herrschaft von Ptolemaios IV. (221-205 v. Chr.) scheinen kompartimentierte Räder das Mittel der Wahl gewesen zu sein, um Trockendocks in Alexandria abzulassen. Mehrere griechische Papyri des 3. bis 2. Jahrhunderts v. Chr. erwähnen die Verwendung dieser Räder, geben jedoch keine weiteren Details an. Die Nichtexistenz des Geräts im alten Nahen Osten vor Alexanders Eroberung lässt sich aus seiner ausgeprägten Abwesenheit von der ansonsten reichen orientalischen Ikonographie über Bewässerungspraktiken ableiten., Im Gegensatz zu anderen Wasserhebegeräten und Pumpen dieser Zeit kann die Erfindung des unterteilten Rades jedoch nicht auf einen bestimmten hellenistischen Ingenieur zurückgeführt werden und wurde möglicherweise im späten 4.Jahrhundert v. Chr. in einem ländlichen Kontext außerhalb der Metropole Alexandria hergestellt.

Die früheste Darstellung eines unterteilten Rades stammt aus einem Grabmal im ptolemäischen Ägypten aus dem 2.Jahrhundert v. Chr., Es zeigt ein Paar gekrümmte Ochsen, die das Rad über einen Sakia-Gang fahren, was auch hier zum ersten Mal bezeugt wird. Das griechische Sakia-Getriebesystem ist bereits so weit entwickelt, dass „moderne ägyptische Geräte praktisch identisch sind“. Es wird angenommen, dass die Wissenschaftler des Museums von Alexandria, zu der Zeit das aktivste griechische Forschungszentrum, an seiner Erfindung beteiligt gewesen sein könnten. Eine Episode aus dem Alexandrinischen Krieg in 48 BC erzählt, wie Caesars Feinde Getriebewasserräder einsetzten, um Meerwasser von erhöhten Stellen auf die Position der gefangenen Römer zu gießen.,

Um 300 n. Chr. wurde die Noria schließlich eingeführt, als die Holzfächer durch preiswerte Keramiktöpfe ersetzt wurden, die an die Außenseite eines offen gerahmten Rades gebunden waren.

Die Römer benutzten Wasserräder ausgiebig in Bergbauprojekten, mit riesigen Wasserrädern aus der Römerzeit, die an Orten wie dem heutigen Spanien zu finden waren. Sie waren Reverse Overshot-Wasserräder, die für die Entwässerung tiefer unterirdischer Minen entwickelt wurden. Mehrere solcher Vorrichtungen werden von Vitruvius beschrieben, einschließlich des umgekehrten Überschusses Wasserrad und der archimedischen Schraube., Viele wurden während des modernen Bergbaus in den Kupferminen von Rio Tinto in Spanien gefunden, Ein System, an dem 16 solche Räder übereinander gestapelt waren, um Wasser etwa 80 Fuß aus dem Minensumpf zu heben. Ein Teil eines solchen Rades wurde in den 1930er Jahren in Dolaucothi gefunden, einer römischen Goldmine in Südwales, als die Mine kurzzeitig wiedereröffnet wurde. Es wurde etwa 160 Fuß unter der Oberfläche gefunden, muss also Teil einer ähnlichen Sequenz gewesen sein wie die bei Rio Tinto entdeckte., Es wurde vor kurzem Kohlenstoff auf etwa 90 n. Chr. datiert, und da das Holz, aus dem es hergestellt wurde, viel älter ist als die tiefe Mine, ist es wahrscheinlich, dass die tiefen Arbeiten in Betrieb waren vielleicht 30-50 Jahre nach. Aus diesen Beispielen von Entwässerungsrädern, die in versiegelten unterirdischen Galerien an weit voneinander getrennten Orten zu finden sind, geht hervor, dass das Bauen von Wasserrädern gut in ihren Fähigkeiten war, und solche vertikalen Wasserräder, die üblicherweise für industrielle Zwecke verwendet werden.,

Watermilling

Unter Berücksichtigung indirekter Beweise aus der Arbeit des griechischen Technikers Apollonius von Perge datiert der britische Technikhistoriker M. J. T. Lewis das Erscheinen der Wassermühle mit vertikaler Achse auf das frühe 3.Jahrhundert v. Chr. und die Wassermühle mit horizontaler Achse auf etwa 240 v. Chr. Byzanz und Alexandria als zugewiesene Orte der Erfindung. Eine Wassermühle wird vom griechischen Geographen Strabon (ca., 24), um irgendwann vor 71 BC im Palast des pontischen Königs Mithradates VI Eupator existiert zu haben, aber seine genaue Konstruktion kann nicht aus dem Text entnommen werden (XII, 3, 30 C 556).

Die erste klare Beschreibung einer Getriebewassermühle bietet der römische Architekt Vitruvius aus dem späten 1. Jahrhundert v. Chr., der von der Anwendung des Sakia-Getriebesystems auf einer Wassermühle erzählt., Vitruvs Bericht ist insofern besonders wertvoll, als er zeigt, wie die Wassermühle entstanden ist, nämlich durch die Kombination der getrennten griechischen Erfindungen des Zahnrads und des Wasserrads zu einem effektiven mechanischen System zur Nutzung der Wasserkraft. Es wird beschrieben, dass das Wasserrad von Vitruvius mit seinem unteren Ende in den Wasserlauf eingetaucht ist, so dass seine Paddel von der Geschwindigkeit des fließenden Wassers angetrieben werden können (X, 5.2).,

Ungefähr zur gleichen Zeit erscheint das overshot wheel zum ersten Mal in einem Gedicht von Antipater von Thessaloniki, das es als arbeitssparendes Gerät lobt (IX, 418.4-6). Das Motiv wird auch von Lucretius (ca. 99-55 v. Chr.), der die Drehung des Wasserrades mit der Bewegung der Sterne am Firmament vergleicht (V 516)., Der dritte horizontalachsige Typ, das Breastshot-Wasserrad, kommt Ende des 2. Jahrhunderts n. Chr. in Zentralgallien in archäologische Beweise. Die meisten ausgegrabenen römischen Wassermühlen waren mit einem dieser Räder ausgestattet, die zwar komplexer zu konstruieren waren, aber viel effizienter waren als das Wasserrad mit vertikaler Achse. Im 2. Jahrhundert nach Christus wurde Barbegal Watermill Complex Eine Reihe von sechzehn Überschussrädern von einem künstlichen Aquädukt gespeist, einer protoindustriellen Getreidefabrik, die als „die größte bekannte Konzentration mechanischer Kraft in der Antike“bezeichnet wurde.,

Im römischen Nordafrika wurden mehrere Anlagen aus der Zeit um 300 n. Chr. gefunden, bei denen senkrechtachsige Wasserräder mit abgewinkelten Schaufeln am Boden einer wassergefüllten, kreisförmigen Welle installiert wurden. Das Wasser aus dem Mühlenrennen, das tangential in die Grube eindrang, erzeugte eine wirbelnde Wassersäule, die das vollständig untergetauchte Rad wie echte Wasserturbinen wirken ließ, die frühesten bisher bekannten.,

Navigation

Abgesehen von seiner Verwendung beim Fräsen und beim Wasseraufziehen verwendeten alte Ingenieure das paddelte Wasserrad für Automaten und in der Navigation. Vitruvius (X 9.5–7) beschreibt mehrradgetriebene Schaufelräder, die als Schiffsentfernungsmesser arbeiten, die frühesten ihrer Art., Die erste Erwähnung von Schaufelrädern als Antriebsmittel stammt aus der militärischen Abhandlung De Rebus Bellicis aus dem 4.-5. Jahrhundert (Kapitel XVII), in der der anonyme römische Autor ein ochsengetriebenes Schaufelradkriegsschiff beschreibt.

frühmittelalterliches EuropaEdit

Die alte Wasserradtechnologie setzte sich im frühen Mittelalter unvermindert fort, wo das Erscheinen neuer Dokumentar-Genres wie Rechtscodes, Klosterurkunden, aber auch Hagiographie mit einem starken Anstieg der Verweise auf Wassermühlen und Räder einherging.,

Das früheste vertikale Rad in einer Gezeitenmühle stammt aus Killoteran aus dem 6. Jahrhundert in der Nähe von Waterford, Irland, während das erste bekannte horizontale Rad in einer solchen Art von Mühle von der irischen kleinen Insel stammt (um 630). Wie für die Verwendung in einer gemeinsamen nordischen oder griechischen Mühle, die ältesten bekannten horizontalen Räder wurden in der irischen Ballykilleen ausgegraben, Datierung zu c. 636.

Das früheste ausgegrabene Wasserrad, das von der Gezeitenkraft angetrieben wurde, war die Nendrum Monastery Mill in Nordirland, die auf 787 datiert wurde, obwohl eine mögliche frühere Mühle auf 619 datiert wurde., Gezeitenmühlen wurden in Flussmündungen mit einem guten Gezeitenbereich sowohl in Europa als auch in Amerika üblich, wobei im Allgemeinen unterschätzte Räder verwendet wurden.

Insbesondere Zisterzienserklöster nutzten Wasserräder ausgiebig, um Wassermühlen vieler Art mit Strom zu versorgen., Ein frühes Beispiel für ein sehr großes Wasserrad ist das noch erhaltene Rad des Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda aus dem frühen 13. Getreidemühlen (für Mais) waren zweifellos die häufigsten, aber es gab auch Sägewerke, Vollmühlen und Mühlen, um viele andere arbeitsintensive Aufgaben zu erfüllen. Das Wasserrad blieb bis weit in die industrielle Revolution wettbewerbsfähig mit der Dampfmaschine. Jahrhundert wurden eine Reihe von Bewässerungstechnologien nach Spanien gebracht und damit nach Europa eingeführt., Eine dieser Technologien ist die Noria, bei der es sich im Grunde genommen um ein Rad handelt, das mit Eimern an den Peripheriegeräten zum Heben von Wasser ausgestattet ist. Es ähnelt dem später in diesem Artikel erwähnten Undershot-Wasserrad. Es erlaubte Bauern, Wassermühlen effizienter zu betreiben. Laut Thomas Glicks Buch Bewässerung und Gesellschaft im mittelalterlichen Valencia stammt die Noria wahrscheinlich irgendwo in Persien. Es wurde jahrhundertelang verwendet, bevor die Technologie von Arabern, die sie von den Römern übernommen hatten, nach Spanien gebracht wurde., So entspreche die Verteilung der Noria auf der iberischen Halbinsel „dem Gebiet der stabilisierten islamischen Siedlung“. Diese Technologie hat einen tiefgreifenden Einfluss auf das Leben der Bauern. Die Noria ist relativ Billig zu bauen. So ermöglichte es den Bauern, Land in Europa effizienter zu kultivieren. Zusammen mit den Spaniern verbreitete sich die Technologie nach der spanischen Expansion in Mexiko und Südamerika in die neue Welt

Domesday inventory of English mills c., 1086Edit

Die von William of Normandy einberufene Versammlung, allgemein als „Domesday“ oder Doomsday Survey bezeichnet, führte eine Bestandsaufnahme aller potenziell steuerpflichtigen Immobilien in England durch, zu denen über sechstausend Mühlen an dreitausend verschiedenen Orten gehörten.

locationedit

Die Art des gewählten Wasserrads war abhängig vom Standort. Wenn nur kleine Wassermengen und hohe Wasserfälle verfügbar wären, würde ein Millwright im Allgemeinen ein Overshot-Rad verwenden., Die Entscheidung wurde dadurch beeinflusst, dass die Eimer selbst eine kleine Wassermenge fangen und verwenden konnten. Für große Wassermengen mit kleinen Wasserfällen wäre das Unterschussrad verwendet worden, da es besser an solche Bedingungen angepasst und billiger zu konstruieren war. Solange diese Wasserversorgung reichlich vorhanden war, blieb die Frage der Effizienz irrelevant. Jahrhundert, mit steigendem Strombedarf in Verbindung mit begrenzten Wasserstandorten, Ein Schwerpunkt wurde auf Effizienzschemata gelegt.,

Wirtschaftlicher Einfluss

Bis zum 11. Jahrhundert gab es Teile Europas, in denen die Nutzung von Wasser alltäglich war. Es versteht sich, dass das Wasserrad die Aussichten der Westler aktiv geprägt und für immer verändert hat. Europa begann mit dem Aufkommen des Wasserrades, von menschlicher und tierischer Muskelarbeit zu mechanischer Arbeit überzugehen. Medievalist Lynn White Jr. behauptete, dass die Verbreitung unbelebter Energiequellen ein beredtes Zeugnis für die Entstehung einer neuen Haltung gegenüber, Macht, Arbeit, Natur und vor allem Technologie im Westen sei.,

Die Nutzung der Wasserkraft ermöglichte ab dem 11.Jahrhundert die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität, der Nahrungsmittelüberschüsse und der großflächigen Urbanisierung. Die Nützlichkeit der Wasserkraft motivierte europäische Experimente mit anderen Energiequellen wie Wind-und Gezeitenmühlen. Wasserräder beeinflussten den Bau von Städten, insbesondere von Kanälen. Die Techniken, die in dieser frühen Zeit entwickelt, wie Stream Jamming und den Bau von Kanälen, setzen Europa auf einem hydraulisch fokussierten Weg, zum Beispiel Wasserversorgung und Bewässerungstechnik kombiniert wurde Versorgungsleistung des Rades zu ändern., Veranschaulichung des Ausmaßes, in dem es ein hohes Maß an technologischer Innovation gab, das den wachsenden Bedürfnissen des Feudalstaates entsprach.

Anwendungen des Wasserrades

Erzstempelmühle (hinter Arbeiter, der Erz aus der Rutsche nimmt). Aus Georg Agricolas De re metallica (1556)

wurde die Wassermühle zum Mahlen von Getreide, zur Herstellung von Mehl für Brot, Malz für Bier oder Grobmehl für Brei verwendet. Hammermills benutzte das Rad, um Hämmer zu bedienen. Eine Art war Fulling Mill, die für die Stoffherstellung verwendet wurde., Der Trip Hammer wurde auch für die Herstellung von Schmiedeeisen und für die Bearbeitung von Eisen in nützliche Formen verwendet, eine Tätigkeit, die sonst arbeitsintensiv war. Das Wasserrad wurde auch in der Papierherstellung verwendet und schlug Material zu einem Zellstoff. Jahrhundert verbesserten Wassermühlen, die in ganz Europa zum Hämmern verwendet wurden, die Produktivität der frühen Stahlherstellung. Neben der Beherrschung des Schießpulvers stellte die Wasserkraft den europäischen Ländern ab dem 15.,

EuropeEdit aus dem 17.und 18. Jahrhundert

Millwrights unterschieden zwischen den beiden Kräften Impuls und Gewicht bei der Arbeit in Wasserrädern lange vor dem Europa des 18. Jahrhundert, schrieb “ druieth das Rad sowie mit dem Gewicht des Wassers als mit Stärke „. Leonardo da Vinci diskutierte auch über Wasserkraft und bemerkte:“Der Schlag ist kein Gewicht, sondern erregt eine Kraft des Gewichts, die fast ihrer eigenen Kraft entspricht“., Selbst bei der Realisierung der beiden Kräfte Gewicht und Impuls blieb jedoch Verwirrung über die Vor-und Nachteile der beiden bestehen, und es gab kein klares Verständnis für die überlegene Effizienz des Gewichts. Vor 1750 war es unsicher, welche Kraft dominierte und es wurde allgemein verstanden, dass beide Kräfte mit gleicher Inspiration untereinander operierten. Das Wasserrad löste Fragen der Naturgesetze, insbesondere der Kraftgesetze, aus., Evangelista Torricellis Arbeit an Wasserrädern verwendete eine Analyse von Galileos Arbeit an fallenden Körpern, dass die Geschwindigkeit eines Wassers, das aus einer Öffnung unter seinem Kopf sprießt, genau der Geschwindigkeit entsprach, die ein Wassertropfen beim freien Fallen aus der gleichen Höhe erhielt.

Industrielle EuropeEdit

Das Wasser-Rad war eine treibende Kraft hinter den frühen Phasen der Industrialisierung in Großbritannien., Wasser-powered Hubkolben-Geräte wurden in der Reise-Hämmer und blast furnace bellows. Richard Arkwrights Wasserrahmen wurde von einem Wasserrad angetrieben.

Das stärkste Wasserrad, das im Vereinigten Königreich gebaut wurde, war das 100 PS starke Quarry Bank Mill Water Wheel in der Nähe von Manchester. Es wurde 1904 in den Ruhestand versetzt und durch mehrere Turbinen ersetzt. Es wurde jetzt restauriert und ist ein Museum für die Öffentlichkeit zugänglich.

Das größte funktionierende Wasserrad auf dem britischen Festland hat einen Durchmesser von 15,4 m und wurde von der Firma De Winton aus Caernarfon gebaut., Es befindet sich in den Dinorwic-Werkstätten des National Slate Museum in Llanberis, Nordwales.

Das größte funktionierende Wasserrad der Welt ist das Laxey Wheel (auch bekannt als Lady Isabella) im Dorf Laxey auf der Isle of Man. Es ist 72 Fuß 6 Zoll (22.10 m) im Durchmesser und 6 Fuß (1.83 m) breit und wird von Manx National Heritage gepflegt.

Die Entwicklung von Wasserturbinen während der industriellen Revolution führte zu einer geringeren Beliebtheit von Wasserrädern., Der Hauptvorteil von Turbinen besteht darin, dass seine Fähigkeit, den Kopf zu nutzen, viel größer ist als der Durchmesser der Turbine, während ein Wasserrad den Kopf nicht effektiv größer als seinen Durchmesser nutzen kann. Die Migration von Wasserrädern zu modernen Turbinen dauerte etwa hundert Jahre.

North AmericaEdit

Wasserräder wurden verwendet, um Sägewerke, Getreidemühlen und für andere Zwecke während der Entwicklung der Vereinigten Staaten anzutreiben., Das Wasserrad mit einem Durchmesser von 12 m in McCoy, Colorado, das 1922 gebaut wurde, ist ein überlebender von vielen, der Wasser für die Bewässerung aus dem Colorado River hob.

Zwei frühe Verbesserungen waren Federräder und Felgengetriebe. Aufhängungsräder sind in der gleichen Weise wie ein Fahrradrad konstruiert, wobei die Felge unter Spannung von der Nabe getragen wird – dies führte zu größeren leichteren Rädern als die frühere Konstruktion, bei der die schweren Speichen unter Kompression standen. Felgengetriebe beinhaltete das Hinzufügen eines gekerbten Rades zur Felge oder Verkleidung des Rades., Ein Stub-Zahnrad schaltete das Felgengetriebe ein und nahm die Kraft mit einer unabhängigen Leitungswelle in die Mühle. Dadurch wurde die Drehspannung von der Achse entfernt, die somit leichter sein könnte, und es wurde auch mehr Flexibilität bei der Position des Antriebsstrangs ermöglicht. Die Wellenrotation wurde von der des Rades ausgerichtet, was zu weniger Leistungsverlust führte. Ein Beispiel für diesen Entwurf, der von Thomas Hewes entwickelt und von William Fairburn verfeinert wurde, ist das 1849 restaurierte Rad im Portland Basin Canal Warehouse.,

Etwas verwandt waren Fischräder, die im amerikanischen Nordwesten und in Alaska verwendet wurden und den Lachs aus dem Flussfluss hoben.

ChinaEdit

Chinesische Wasserräder haben mit ziemlicher Sicherheit einen eigenen Ursprung, schon früh gab es immer horizontale Wasserräder., Bis mindestens zum 1. Jahrhundert n. Chr., Die Chinesen der östlichen Han-Dynastie verwendeten Wasserräder, um Getreide in Mühlen zu zerkleinern und den Kolbenbalg beim Schmieden von Eisenerz zu Gusseisen anzutreiben.

In dem Text, der von Huan Tan um 20 n. Chr. (während der Usurpation von Wang Mang) als Xin Lun geschrieben wurde, heißt es, dass der legendäre mythologische König, der als Fu Xi bekannt ist, derjenige war, der für den Stößel und Mörtel verantwortlich war, der sich zum Kipphammer und dann zum Stolperhammer entwickelte (siehe Trip Hammer)., Obwohl der Autor von dem mythologischen Fu Xi spricht, deutet eine Passage seines Schreibens darauf hin, dass das Wasserrad im 1.Jahrhundert n. Chr. in China weit verbreitet war (Wade-Giles-Schreibweise):

Fu Hsi erfand den Stößel und Mörtel, der so nützlich ist, und später wurde er geschickt so verbessert, dass das gesamte Gewicht des Körpers zum Treten auf den Kipphammer (tui) verwendet werden konnte, wodurch die Effizienz um das Zehnfache erhöht wurde., Danach wurde die Kraft der Tiere—Esel, Maultiere, Ochsen und Pferde—mittels Maschinen aufgebracht und auch die Wasserkraft zum Hämmern genutzt, so dass der Nutzen hundertfach erhöht wurde.

Im Jahr 31 n. Chr. wandte der Ingenieur und Präfekt von Nanyang, Du Shi (d. 38), eine komplexe Verwendung des Wasserrades und der Maschinen an, um den Faltenbalg des Hochofens mit Strom zu versorgen, um Gusseisen herzustellen. , Du Shi wird im Buch des späteren Han (Hou Han Shu) wie folgt kurz erwähnt (in Wade-Giles-Schreibweise):

Im siebten Jahr der Chien-Wu-Regierungszeit (31 n. Chr.) wurde Tu Shih zum Präfekten von Nanyang ernannt. Er war ein großzügiger Mann und seine Politik war friedlich; er zerstörte Übeltäter und etablierte die Würde (seines Amtes). Gut in der Planung, liebte er das gemeine Volk und wollte ihre Arbeit retten. Er erfand einen Wasserkraftkolben (Shui Phai) zum Gießen von (Eisen -) landwirtschaftlichen Geräten., Diejenigen, die geschmolzen und gegossen haben, hatten bereits den Druckbalg, um ihre Holzkohlebrände in die Luft zu jagen, und jetzt wurden sie angewiesen, das Rauschen des Wassers (Chi Shui) zu benutzen, um es zu bedienen … So erhielten die Leute großen Nutzen für wenig Arbeit. Sie fanden die „Wasser(-powered) Faltenbalg“ bequem und nahm es weit.

Wasserräder in China fanden praktische Anwendungen wie diese sowie außergewöhnliche Verwendung., Der chinesische Erfinder Zhang Heng (78-139) war der erste in der Geschichte, der Motivkraft beim Drehen des astronomischen Instruments einer Armillarkugel mit einem Wasserrad anwandte. Der Maschinenbauingenieur Ma Jun (um 200-265) aus Cao Wei benutzte einst ein Wasserrad, um ein großes mechanisches Puppentheater für Kaiser Ming von Wei (r. 226-239) anzutreiben und zu betreiben.

IndiaEdit

Die frühe Geschichte der Wassermühle in Indien ist unklar., Alte indische Texte aus dem 4. Jahrhundert vor Christus beziehen sich auf den Begriff Cakkavattaka (Drehrad), den Kommentare als Arahatta-ghati-yanta (Maschine mit angebrachten Radtöpfen) erklären. Auf dieser Grundlage schlug Joseph Needham vor, dass die Maschine eine Noria sei. Terry S. Reynolds argumentiert jedoch, dass der in indischen Texten verwendete Begriff mehrdeutig ist und nicht eindeutig auf ein wasserbetriebenes Gerät hinweist.“Thorkild Schiøler argumentierte, dass es“ wahrscheinlicher ist, dass sich diese Passagen auf eine Art von Laufflächen – oder handbetätigtem Wasserhebegerät anstelle eines wasserbetriebenen Wasserhebrads beziehen.,“

Nach der griechischen historischen Tradition erhielt Indien Anfang des 4.Jahrhunderts n. Chr. Wassermühlen aus dem Römischen Reich, als ein bestimmter Metrodoros „Wassermühlen und Bäder einführte, die bis dahin unbekannt waren“. Bewässerungswasser für Getreide wurde mit Wasseraufzugsrädern bereitgestellt, von denen einige durch die Kraft der Strömung in dem Fluss angetrieben wurden, von dem aus das Wasser angehoben wurde., Diese Art von Wasseraufzugsgerät wurde im alten Indien verwendet, vor, nach Pacey, seine Verwendung im späteren Römischen Reich oder China, obwohl die ersten literarischen, archäologischen und bildlichen Beweise für das Wasserrad in der hellenistischen Welt erschienen.

Um 1150 beobachtete der Astronom Bhaskara Achārya wasserhebende Räder und stellte sich ein solches Rad vor, das genug Wasser anhebt, um den Strom wieder aufzufüllen, der es effektiv zu einer Perpetuum Mobile-Maschine treibt. Der Bau von Wasserwerken und Aspekten der Wassertechnologie in Indien wird in arabischen und persischen Werken beschrieben., Im Mittelalter führte die Verbreitung indischer und persischer Bewässerungstechnologien zu einem fortschrittlichen Bewässerungssystem, das das Wirtschaftswachstum förderte und auch zum Wachstum der materiellen Kultur beitrug.,

Islamic World Revolution

Arabische Ingenieure übernahmen die Wassertechnologie der hydraulischen Gesellschaften des alten Nahen Ostens; Sie nahmen das Wasserrad bereits im 7.Jahrhundert an, Ausgrabung eines Kanals in der Basra-Region entdeckte Überreste von ein Wasserrad aus dieser Zeit. Hama in Syrien bewahrt immer noch einige seiner großen Räder auf dem Fluss Orontes, obwohl sie nicht mehr verwendet werden., Einer der größten hatte einen Durchmesser von etwa 20 Metern und seine Felge war in 120 Fächer unterteilt. Ein weiteres Rad, das noch in Betrieb ist, befindet sich in Murcia in Spanien, La Nora, und obwohl das ursprüngliche Rad durch ein Stahlrad ersetzt wurde, ist das maurische System während al-Andalus praktisch unverändert. Einige mittelalterliche Wasserräder könnten Wasser bis zu 30 Meter hoch heben., Jahrhundert beschrieb Kitab al-Hawi von Muhammad ibn Zakariya al-Razi eine Noria im Irak, die bis zu 153.000 Liter pro Stunde (34.000 imp gal/h) oder 2.550 Liter pro Minute (560 imp gal/min) heben konnte. Dies ist vergleichbar mit der Leistung moderner Norias in Ostasien, die bis zu 288.000 Liter pro Stunde (63.000 imp gal/h) oder 4.800 Liter pro Minute (1.100 imp gal/min) heben können.

Die industrielle Nutzung von Wassermühlen in der islamischen Welt reicht bis ins 7.Jahrhundert zurück, während horizontale und vertikale Wassermühlen im 9. Jahrhundert weit verbreitet waren. In der islamischen Welt wurden verschiedene industrielle Wassermühlen eingesetzt, darunter Gristmühlen, Muller, Sägewerke, Schiffsmühlen, Stempelwerke, Stahlwerke, Zuckermühlen und Gezeitenmühlen. Jahrhundert hatte jede Provinz in der islamischen Welt diese industriellen Wassermühlen in Betrieb, von al-Andalus und Nordafrika bis zum Nahen Osten und Zentralasien., Muslimische und christliche Ingenieure verwendeten auch Kurbelwellen und Wasserturbinen, Zahnräder in Wassermühlen und Wasseraufzugsmaschinen und Dämme als Wasserquelle, um Wassermühlen und Wasseraufzugsmaschinen mit zusätzlicher Leistung zu versorgen. Fulling Mills und Stahlwerke haben sich im 12. Jahrhundert vom islamischen Spanien bis zum christlichen Spanien ausgebreitet. Industrielle Wassermühlen wurden auch in großen Fabrikkomplexen in al-Andalus zwischen dem 11.und 13.

Die Ingenieure der islamischen Welt entwickelten mehrere Lösungen, um die maximale Leistung eines Wasserrades zu erreichen., Eine Lösung bestand darin, sie an Brückenpfeilern anzubringen, um den erhöhten Fluss zu nutzen. Eine andere Lösung war die Shipmill, eine Art Wassermühle, die von Wasserrädern angetrieben wird, die an den Seiten von Schiffen montiert sind, die in Midstream festgemacht sind. Jahrhundert im Irak eingesetzt, wo große Schiffsmühlen aus Teak und Eisen täglich 10 Tonnen Mehl aus Mais für den Getreidespeicher in Bagdad produzieren konnten. Der Schwungradmechanismus, der verwendet wird, um die Kraftübertragung von einem Antriebsgerät zu einer angetriebenen Maschine zu glätten, wurde von Ibn Bassal (fl., 1038-1075) von Al-Andalus; Er war Pionier bei der Verwendung des Schwungrads in der Saqiya (Kettenpumpe) und Noria. Jahrhundert und Taqi al-Din im 16. Jahrhundert beschrieben viele erfinderische Wasseraufzugsmaschinen in ihren technologischen Abhandlungen. Sie verwendeten auch Wasserräder, um eine Vielzahl von Geräten anzutreiben, einschließlich verschiedener Wasseruhren und Automaten.

Moderne Entwicklungenedit

Hydraulic wheelEdit

Eine neuere Entwicklung des Breastshot Wheel ist ein Hydraulikrad, das effektiv automatische Regelungssysteme integriert., Die Aqualienne ist ein Beispiel. Es erzeugt zwischen 37 kW und 200 kW Strom aus einem 20 m3 (710 cu ft) Wasserstrom mit einem Kopf von 1 bis 3,5 m (3 bis 11 ft). Es soll Strom an den Standorten ehemaliger Wassermühlen erzeugen.