Mulliri me ujë: vlera e zbulimit, shtrirja, pajisja dhe parimi i funksionimit

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-02-12 12:42

Shpikja e mullirit me ujë kishte një rëndësi të madhe për historinë dhe zhvillimin e teknologjisë. Strukturat e para të tilla u përdorën për të tejmbushur ujin në Romën e lashtë, më vonë ato filluan të përdoren për të marrë miell dhe për qëllime të tjera industriale.

Histori shpikje

Rrota e ujit u shpik nga njerëzit në kohët e lashta, falë së cilës një person mori një motor të besueshëm dhe të thjeshtë, përdorimi i të cilit është zgjeruar çdo vit. Qysh në shekullin e parë para Krishtit, shkencëtari romak Vitruvius e përshkroi një strukturë të tillë në traktatin e tij "10 libra mbi arkitekturën". Veprimi i saj bazohej në rrotullimin e rrotës nga ndikimi i rrjedhës së ujit në tehet e saj. Dhe zbatimi i parë praktik i këtij zbulimi ishte mundësia e bluarjes së kokrrave.

Historia e mullinjve daton që nga gurët e parë të mullirit të përdorur nga njerëzit e lashtë për të marrë miell. Pajisjet e tilla fillimisht ishin manuale, më pas filluan të përdorin forcën fizike të skllevërve apo kafshëve që rrotullonin rrotën e miellit.

Historia e mullirit me ujë filloi me përdorimin e dizajnit të një rrote të drejtuar nga forca e rrjedhës së lumit për të kryerprocesi i bluarjes së grurit në miell, dhe baza për këtë ishte krijimi i motorit të parë. Makinat e lashta evoluan nga pajisjet vaditëse të quajtura chadufons, të cilat përdoreshin për të mbledhur ujin nga një lumë për të ujitur tokën dhe fushat. Pajisjet e tilla përbëheshin nga disa lugë të montuara në një buzë: gjatë rrotullimit, ato zhyten në ujë, e kapnin dhe pasi e ngrinin lart, e përmbysnin në një gropë.

Rregullimi i mullinjve të lashtë të erës

Me kalimin e kohës, njerëzit filluan të ndërtonin mullinj uji dhe të përdornin fuqinë e ujit për të prodhuar miell. Për më tepër, në zonat e rrafshta, me një shpejtësi të ulët të rrjedhës së lumenjve, u vendosën diga për të rritur presionin, duke siguruar kështu rritjen e nivelit të ujit. Për të transmetuar lëvizjen tek pajisja e mullirit, u shpikën motorë me ingranazhe, të cilët ishin bërë nga dy rrota në kontakt me buzë.

Duke përdorur një sistem rrotash me diametra të ndryshëm, boshtet e rrotullimit të të cilëve ishin paralelë, shpikësit e lashtë ishin në gjendje të transferonin dhe transformonin lëvizjet që mund të drejtoheshin në dobi të njerëzve. Për më tepër, rrota më e madhe duhet të bëjë më pak rrotullime aq herë sa diametri i saj tejkalon atë të dytën, të vogël. Sistemet e para të ingranazheve të rrotave filluan të përdoren 2 mijë vjet më parë. Që atëherë, shpikësit dhe mekanikët kanë qenë në gjendje të krijojnë shumë variacione ingranazhesh, duke përdorur jo vetëm 2, por më shumë rrota.

Pajisja e mullirit me ujë të epokës së lashtë, e përshkruarVitruvius, përmbante 3 pjesë kryesore:

Një motor i përbërë nga një rrotë vertikale me tehe që rrotullohen nga uji.
Mekanizmi i transmisionit është një rrotë e dytë vertikale me dhëmbë (transmision) që rrotullon një të tretë horizontale të quajtur pinion.
Mekanizmi aktivizues i përbërë nga dy gurë mulliri: i sipërmi drejtohet nga një ingranazh dhe montohet në boshtin e tij vertikal. Kokrra për miell u derdh në një gyp kovë të vendosur mbi gurin e sipërm të mullirit.

Rrotat e ujit u instaluan në disa pozicione në lidhje me rrjedhën e ujit: në drejtim të rrymës - në lumenj me një shkallë të lartë rrjedhjeje. Më të zakonshmet ishin strukturat "të varura", të instaluara në një rrjedhë të lirë, të zhytura në ujë nga tehet e poshtme. Më pas, ata filluan të përdorin lloje të mesme dhe me shpim të lartë të rrotave të ujit.

Efiçenca maksimale e mundshme (efikasiteti=75%) u dha nga puna e llojeve të sipërme ose me shumicë, e cila u përdor gjerësisht në ndërtimin e mullinjve lundrues "kanoe" që qarkullonin në lumenj të mëdhenj: Dnieper, Kura, etj.

Rëndësia e zbulimit të mullirit me ujë ishte se u shpik mekanizmi i parë antik, i cili më vonë mund të përdorej për prodhim industrial, i cili u bë një fazë e rëndësishme në historinë e zhvillimit të teknologjisë.

Strukturat hidraulike mesjetare

Mullinjtë e parë me ujë në Evropë, sipas të dhënave historike, u shfaqën gjatë mbretërimit të Karlit të Madh (340 pas Krishtit) në Gjermani dheu huazuan nga romakët. Në të njëjtën kohë, mekanizma të tillë u ndërtuan në lumenjtë e Francës, ku nga fundi i shek. tashmë kishte rreth 20 mijë mullinj. Në të njëjtën kohë, tashmë kishte më shumë se 5.5 mijë prej tyre në Angli.

Mullinjtë e ujit në mesjetë ishin të përhapur në të gjithë Evropën, ato përdoreshin për përpunimin e produkteve bujqësore (mullinj mielli, mullinj vaji, mbushës), për nxjerrjen e ujit nga minierat dhe në prodhimin metalurgjik. Nga fundi i shekullit të 16-të kishte tashmë 300 mijë prej tyre, dhe në shek. - 500 mijë. Në të njëjtën kohë, u bë përmirësimi teknik i tyre dhe rritja e rritjes së fuqisë (nga 600 në 2220 kuaj fuqi).

Artisti dhe shpikësi i famshëm Leonardo da Vinci, në shënimet e tij, gjithashtu u përpoq të gjente mënyra të reja për të përdorur energjinë dhe fuqinë e ujit me ndihmën e rrotave. Ai propozoi, për shembull, hartimin e një sharre vertikale, e cila vihej në lëvizje nga një rrjedhë uji që furnizohej me timon, d.m.th., procesi u automatizua. Leonardo gjithashtu bëri vizatime të disa opsioneve për përdorimin e strukturave hidraulike: burime, mënyra për të kulluar kënetat, etj.

Një shembull i mrekullueshëm i një hidrocentrali ishte mekanizmi i furnizimit me ujë për shatërvanët dhe furnizimi me ujë i pallateve në Versajë, Trianon dhe Marly (Francë), për të cilin u ngrit një digë posaçërisht në lumë. Sena. Nga rezervuari, uji furnizohej nën presion në 14 rrota shpuese të poshtme me përmasa 12 m. Ata e ngritën atë me ndihmën e 221 pompave në një lartësi prej 162 m në ujësjellës, nga i cili derdhej në pallate dhe burime. Vëllimi ditor i ujit të furnizuar ishte 5 mijë m3^3.

Si funksionon një mulli me ujë

Dizajni i një mulliri të tillë ka mbetur i pandryshuar për shumë shekuj. Materiali kryesor për ndërtimin ishte druri, nga i cili u ndërtua hambari, u bënë rrota dhe boshte. Metali u përdor vetëm në disa pjesë: boshte, lidhëse, kllapa. Herë pas here, hambari ndërtohej me gurë.

Llojet e mullinjve që përdorën energjinë e ujit:

Shtrirë - e ndërtuar mbi lumenj malorë me rrjedhje të shpejtë. Nga dizajni, ato janë të ngjashme me turbinat moderne: tehët u bënë në një rrotë vertikale në një kënd me bazën, kur rrjedha e ujit ra, ndodhi rrotullimi, nga i cili u zhvendos guri i mullirit.
Rrota, në të cilën rrotullohej vetë rrota "ujore". U ndërtuan dy lloje - me një betejë të poshtme dhe të sipërme.

Uji vinte nga diga në mullirin e sipërm, më pas drejtohej përgjatë gropës te rrota me kanale, e cila rrotullohej nën peshën e saj. Kur përdorni luftën e poshtme, përdoret një dizajn me tehe, të cilat vihen në lëvizje kur zhyten në një rrjedhë uji. Për të përmirësuar efikasitetin e punës, shpesh përdorej një digë, duke bllokuar vetëm një pjesë të lumit, të quajtur ndihmë.

Figura më poshtë tregon pajisjen e një mulliri tipik uji prej druri: lëvizja rrotulluese vjen nga lëvizja e poshtme (rrota) [6], në krye ka një kovë (bunker) [1] për grurin dhe një grykë [2], duke e ushqyer atë te gurët e mullirit [3]. Mielli që rezulton ra në tabaka [4] dhe më pas u derdh në gjoks ose qese [5].

Rregullimi i furnizimit me drithë u krye nga një shpërndarës, një kuti speciale me një vrimë që ndikonte në imëtësinë e bluarjes së miellit. Pas marrjes, ishte e nevojshme të kalonte një sitë të posaçme të vendosur mbi gjoks, e cila luhatej duke përdorur një mekanizëm të vogël.

Disa mullinj uji përdoreshin jo vetëm për të bluar drithin, por edhe për të qëruar melin, hikërrorin ose tërshërën, nga të cilat bëheshin drithërat. Makinat e tilla quheshin croupers. Pronarët sipërmarrës përdornin strukturat e mullirit për të goditur tërheqjet, për të rrahur pëlhura të punuara në shtëpi, për krehjen e leshit, etj.

Ndërtimi i mullinjve në Rusi

Në kronikat e lashta ruse, përmendja e rrotave dhe mullinjve të ujit ndodh që nga shekulli i 9-të. Fillimisht ato përdoreshin ekskluzivisht për bluarjen e drithit, për të cilin u mbiquajtën "miell" dhe "bukë". Në 1375, Princi Podolsky Korpatovich i dha manastirit Domenikane të drejtën për të ndërtuar një mulli drithi me një statut. Dhe në 1389, një ndërtesë e tillë iu la gruas së Princit Dmitry Donskoy me testament.

Në Veliky Novgorod, një dokument i lëvores së thuprës që përmend ndërtimin e një mulliri daton në shekullin e 14-të. Kronikat e Pskov të shekullit të 16-të. tregoni për ndërtimin e një strukture të tillë në lumin Volkhov, në të cilën ishte përfshirë e gjithë popullsia lokale. U ndërtua një digë që bllokoi një pjesë të lumit, por ajo u shemb për shkak të përmbytjeve të rënda.

Në terrenin e sheshtë, mullinjtë e ujit në Rusi u ndërtuan me një rrotë të sipërme mbushëse. Në shekujt 14-15. filluan të shfaqen pajisje kurrizore në të cilatrrota u vendos horizontalisht në një bosht vertikal.

Këto dizajne janë ndërtuar nga mjeshtra autodidakt pa asnjë vizatim dhe diagram. Për më tepër, ata jo vetëm që kopjuan strukturat tashmë të ngritura, por çdo herë shtuan risitë e tyre në pajisjen e tyre. Edhe në kohën e Pjetrit të Madh, në Rusi filluan të vinin mjeshtër nga vendet evropiane, të cilët treguan aftësitë dhe njohuritë e tyre në këtë fushë.

Një nga bashkëpunëtorët e Peter, inxhinieri i famshëm William Genin, i cili ndërtoi 12 uzina të mëdha në Urale, ishte në gjendje të siguronte funksionimin e tyre nga termocentralet hidraulike. Më pas, energjia e ujit u përdor gjerësisht nga specialistë në ndërtimin e ndërmarrjeve të minierave dhe përpunimit të metaleve në të gjithë Rusinë.

Në fillim të shekullit të 18-të në të gjithë territorin funksiononin rreth 3 mijë fabrika, të cilat përdornin instalime hidraulike për funksionimin e prodhimit. Këto ishin ndërmarrje metalurgjike, sharrash, letre, thurje dhe të tjera.

Kompleksi më i famshëm dhe unik për sigurimin e energjisë në fabrikën e minierave dhe shkrirjes u ndërtua në 1787 nga inxhinieri K. D. Frolov në minierën Zmeinogorsk, e cila nuk kishte analoge në botë. Ai përfshinte një digë, struktura të marrjes së ujit, nga të cilat uji kalonte përmes kanaleve nëntokësore në një kanal të hapur (535 m të gjatë) në një mulli, ku rrotullohej rrota e sharrës. Më tej, uji rrodhi përmes kanalit tjetër nëntokësor në rrotën e ujit të makinës për heqjen e xeheve nga miniera, më pas në të tretën dhe të katërtin. Në fund, ajo rridhte përmes një adit më shumë se 1 km të gjatë përsëri në lumin poshtë digës, rruga e saj totale ishte më shumë se 2 km,Diametri i rrotës më të madhe është 17 m Të gjitha strukturat janë ndërtuar nga materiale vendase: b alta, druri, guri dhe hekuri. Kompleksi ka funksionuar me sukses për më shumë se 100 vjet, por vetëm diga e minierës Zmeinogorsky ka mbijetuar deri më sot.

Kërkime në fushën e hidraulikës u krye gjithashtu nga shkencëtari i famshëm M. V. Lomonosov, i cili vuri në praktikë mendimet e tij shkencore, duke marrë pjesë në krijimin e një ndërmarrje xhami me ngjyra bazuar në funksionimin e një instalimi hidraulik me tre rrota.. Punimet e dy akademikëve të tjerë rusë - D. Bernoulli dhe L. Euler - fituan rëndësi botërore në përdorimin e ligjeve të hidrodinamikës dhe inxhinierisë hidraulike dhe hodhën themelet teorike të këtyre shkencave.

Përdorimi i energjisë së ujit në Lindje

Përdorimi i rrotave të ujit në Kinë u përshkrua për herë të parë në detaje në librin e Sunn Yingxing në 1637. Ai detajon përdorimin e tyre për prodhimin metalurgjik. Strukturat kineze ishin zakonisht horizontale, por kapaciteti i tyre ishte mjaftueshëm i lartë për të prodhuar miell dhe metal.

Përdorimi i energjisë së ujit filloi për herë të parë në vitet '30. n. e., pas shpikjes nga një zyrtar kinez i një mekanizmi reciprok të bazuar në rrotat e ujit.

Në Kinën e lashtë, u ndërtuan disa qindra mullinj, të vendosur përgjatë lumenjve, por në shekullin e 10-të. qeveria filloi t'i ndalonte për shkak të pengimit të lundrimit lumor. Ndërtimi i mullinjve u zgjerua gradualisht në vendet fqinje: Japoni dhe Indi, në Tibet.

Rrotat e ujit në vendet islamike

ShtetLindja, në të cilën njerëzit shpallin fenë islame, është në pjesën më të madhe një territor me një klimë shumë të nxehtë. Që nga kohërat e lashta, furnizimi i rregullt me ujë ka qenë shumë i rëndësishëm. U ndërtuan ujësjellësa për të furnizuar qytetet me ujë dhe për ta ngritur nga lumi u ndërtuan mullinj, të cilët i quanin "norias".

Sipas historianëve, strukturat e para të tilla u ngritën 5 mijë vjet më parë në Siri dhe vende të tjera. Në lumin Orontes, një nga më të thellët në vend, ndërtimi i ashensorëve ishte i përhapur në formën e rrotave të mëdha mullinjsh uji, të cilët grumbullonin ujin me tehe të shumta dhe e furnizonin atë në ujësjellës.

Një shembull i gjallë i një strukture të tillë janë ashensorët e qytetit Hama, të cilët kanë mbijetuar deri në kohën tonë, ndërtimi i të cilëve daton në shekullin e 13-të. Ata vazhdojnë të punojnë edhe sot e kësaj dite, duke qenë edhe një stoli dhe një pikë referimi e qytetit.

Përdorimi i hidrocentraleve në industri të ndryshme

Përveç marrjes së miellit, fushëveprimi i mullinjve me ujë u shtri në llojet e mëposhtme të industrive:

për përmirësimin dhe sigurimin e ujit për të korrat në fusha;
një sharrë që përdorte fuqinë e ujit për të përpunuar dru;
metalurgji dhe përpunimi i metaleve;
në minierat për përpunimin e gurëve ose shkëmbinjve të tjerë;
në fabrikat e thurjes dhe të leshit;
për nxjerrjen e ujit nga miniera, etj.

Një nga shembujt më të vjetër të përdorimitfuqia e ujit - një sharrë në Hierapolis (Turqi), mekanizmat e saj u zbuluan gjatë gërmimeve dhe datuan në shekullin e 6-të. n. e.

Në disa vende evropiane, arkeologët kanë zbuluar mbetjet e mullinjve të vjetër nga epoka e Romës së Lashtë, të cilat përdoreshin për të shtypur kuarcin që përmbante arin e nxjerrë në miniera.

Kompleksi më i madh me fuqinë e ujit është ndërtuar, sipas të dhënave historike, në shekullin I. në jug të Francës me emrin Barbegal, i cili kishte 16 rrota uji që furnizonin me energji 16 mullinj mielli, duke i siguruar kështu bukën qytetit të afërt Alert. Këtu prodhoheshin çdo ditë 4,5 ton miell.

Një kompleks i ngjashëm mulliri në Kodrën Janiculum furnizonte me furnizime në shekullin III. qyteti i Romës, i cili u vlerësua nga perandori Aurelian.

Krijimi i një strukture uji me duart tuaja

Një element arkitektonik si një rrotë uji ka fituar popullaritet së bashku me pishinat, kaskadat ose shatërvanët. Sigurisht, struktura të tilla kryejnë një funksion dekorativ dhe jo praktik. Çdo pronar që ka aftësi për të punuar me pjesë druri mund të ndërtojë një mulli uji me duart e tij.

Rekomandohet të zgjidhni një madhësi rrote prej të paktën 1.5 m, por jo më shumë se 10 m, në varësi të zonës së vendit. Shtëpia e mullirit zgjidhet gjithashtu sipas qëllimit të saj në të ardhmen: një ndërtesë për ruajtjen e inventarit, një zonë lojrash për fëmijët dhe dekorimin e territorit.

Prodhimi i pjesëve:

si bazë për një rrotë uji, mund të merrni një biçikletë ose një pemë të rrëzuar, në të cilën janë ngjitur tehet; ne qenderduhet të ketë një tub rreth të cilit rrotullohet;
produkti i përfunduar është montuar në kushineta në 2 mbështetëse, të cilat janë bërë nga trarë lisi, qoshe metalike, tulla;
në pjesën e sipërme të timonit duhet të përshtatet gryka përmes së cilës uji rrjedh mbi tehet; është sjellë ose nga një zorrë me pompë, ose vjen pas shiut;
rekomandohet të përpunohen të gjitha pjesët për të rritur jetëgjatësinë: druri - i llakuar, metali - i lyer kundër korrozionit;
për të kulluar ujin, shtruar kanale në drejtim të shtretërve ose në një enë tjetër;
në fazën përfundimtare, ndërtesa është zbukuruar me elemente dekorative.

Ngritja e një mulli uji dekorativ në fshat do të jetë një shtesë e mrekullueshme estetike për peizazhin.

Mullinj të famshëm historikë

Mulliri më i madh i ujit që funksionon "Lady Isabella" ndodhet pranë fshatit Lexie në Ishullin Man në Detin Irlandez. Kjo strukturë u ngrit në vitin 1854 nga inxhinieri autodidakt Robert Casement për nder të gruas së guvernatorit të përgjithshëm lokal dhe qëllimi i ndërtimit të saj ishte të pomponte ujërat nëntokësore nga një minierë lokale për nxjerrjen e burimeve natyrore (zink, plumb, etj..).

U vendosën posaçërisht kanale, nëpër të cilat uji nga lumenjtë malorë kalonte nëpër urë dhe ushqehej për të rrotulluar një rrotë me diametër 22 m, e cila konsiderohet ende më e madhja në botë, falë së cilës shumë turistë kanë tashmë ka pasur suksesvjet.

Një nga pamjet origjinale të Francës është një mulli i vjetër me ujë i vendosur afër qytetit të Vernon (Francë). E veçanta e saj qëndron në faktin se ajo mbështetet në 2 shtyllat e një ure të vjetër prej guri që dikur lidhte brigjet e Senës. Data e saktë e ndërtimit të saj nuk dihet, megjithatë, sipas disa burimeve, ajo u ngrit gjatë periudhës së kundërshtimit të Richard the Lionheart dhe ishte me rëndësi strategjike. Në 1883, artisti i famshëm Claude Monet e përjetësoi atë në një nga kanavacat e tij.

Krijimi i mullirit me ujë është një hap i rëndësishëm në historinë e zhvillimit të teknologjisë, sepse ai konsiderohet si dizajni i parë që mund të përdoret për qëllime të ndryshme për përpunimin e produkteve bujqësore dhe të tjera, që ishte hapi i parë drejt makinës. prodhimi në botë.