Воденичко тркало

Воденичко тркало — најстариот уред за претворање на водената енергија (хидроенергија) во механичка енергија. Погонската сила на воденичкото тркало се создава или од тежината на водата или од притисокот на застоената вода, а не како резултат на промена на импулсот, и затоа воденичките тркала не се сметаат за водни турбини. Воденичкото тркало се состои од тркалезна дрвена или метална рамка, на која има голем број лопатки, кои се користат за погон. Оската вообичаено е водорамно поставена. Преносот на енергија може да биде непосреден преку оската, преку запченик или преку ремен и макара на оската.

Со илјадници години, подвижната вода ги врти водените тркала во мелниците. Ова вртење се пренесува на мелникот, во кој зрната пченка или пченица се дробат во брашно. Во 1086 година, во Англија била напишана големата книга „Книга на Страшниот суд“. Во оваа книга, напишана на барање на Вилијам I Освојувачот, била попишана сопственоста на земјиштето и недвижниот имот заради собирање даноци. Според неа, на југот на Англија имало 5.624 воденици. Околу 400 луѓе користеле една воденица.

Водата може да тече преку дрвеното тркало, под тркалото или во телото на тркалото. Ако водата тече над дрвеното тркало, тогаш се користи потенцијалната енергија на водата. Поинаку кажано, се искористува можноста (потенцијалот) водата да тече надолу од поголема висина. Ако водата тече под тркалото, тогаш водата ја пренесува својата кинетичка енергија на тркалото.

Историја

Воденичкото тркало првично се вртело со човечка или животинска сила, додека водата почнала да се користи за погон подоцна.

Стара Грција и Стар Рим

Првиот запис за воденичко тркало што го погонувала вода го направил Филон од Византија (280 – 220 пр. н. е.). Тој предложил користење на воденичко тркало за полнење на заштитните шанци, за одбрана од непријателски напади.

Старите Римјани користеле воденички тркала првенствено во рудниците за одведување на водата. За истото постојат описи запишани од Витрувиј. Постоеле системи, особено во рудниците Рио Тинто во Шпанија, кои овозможувале да се исцрпува водата од рудниците за бакар, до длабочина од 24 метри. Таквиот систем имал до 16 воденички тркала, кои ја извлекувале водата од длабочините, ниво по ниво.

Старите Римјани користеле воденички тркала на реките и потоците за мелење брашно и режење камен во нивните провинции во Анадолија, Северна Африка и Франција.

Среден век во Европа

Употребата на воденичкото тркало продолжила и во средниот век. Во Ирска биле изградени воденици што ја користеле енергијата на плимата и осеката. Во 1086 година, во Англија била напишана големата книга „Книга на Страшниот суд“. Во оваа книга, напишана на барање на Вилијам I Освојувачот, била попишана сопственоста на земјиштето и недвижниот имот заради собирање даноци. Според неа, на југот на Англија имало 5.624 воденици. Просечно, околу 400 луѓе користеле една воденица.

Историја на воденичкото тркало во светот

Во Кина, за време на династијата Хан, воденичкото тркало се користело за добивање брашно и за погон на мевови во производството на леано железо. Астрономот Џанг Хенг користел воденичко тркало за погонување на астрономските инструменти, додека Цао Веи го користел за погонување на голем куклен театар.

Арапите научиле да го користат воденичкото тркало од Старите Грци. Тие главно го користеле за подигање вода, дури и до 30 метри (Ел-Андалус). Овој метод на користење го нарекле норија.^[1]^[2]

Видови водни тркала

Воденичките тркала главно се поставуваат со водорамна оска. Притоа водата може да тече преку дрвеното тркало, под тркалото или во телото на тркалото.^[3]

Најстариот вид воденички тркала е тркало кај кое водата тече под дрвеното тркало. Ова е исто така вид со најмала искористливост, но е наједноставен и најевтин за изработка. Друга предност е тоа што може да се вгради на пловечка конструкција. Таква пловечка конструкција ја користел и генералот Велисариј кога византиската војска го опколила Рим во 537 година.

Подоцна, било развиено воденичкото тркало каде што водата тече во телото на дрвеното тркало. Таквата конструкција има поголема искористливост отколку кога водата тече под дрвеното тркало. Изискува добра решетка за прочистување на водата пред да удри во лопатките. Овој вид особено го користеле Американците за време на индустриската револуција .

Најголема искористливост има воденичкото тркало каде што водата тече преку дрвеното тркало. Кај ова тркало, покрај користењето на кинетичката енергија на водата, се користи и падот на водата, која има потенцијална енергија. Просечно, кај овој вид воденички тркала искористливоста изнесува до 63 %, додека кога водата тече под дрвеното тркало, искористливоста е најмногу 22 %. Недостаток е што е поскапо за изработка затоа што треба да се изгради преграда на реката, доводен јаз и прецизно насочување на водениот млаз.^[4]

Воденичко тркало каде што водата тече повратно преку дрвеното тркало има уште поголема искористливост, бидејќи се користи и протокот на вода под дрвеното тркало.

Наводи

↑ Oleson John Peter: "Greek and Roman Mechanical Water-Lifting Devices: The History of a Technology", 1984., publisher = University of Toronto Press
↑ Wikander Örjan: "Handbook of Ancient Water Technology", 2000., publisher = Brill, Leiden
↑ [1] Архивирано на 7 октомври 2011 г. "Stream wheel term and specifics"
↑ Syson, l. (1965) British Water-mills, London : Batsford

[1] Oleson John Peter: "Greek and Roman Mechanical Water-Lifting Devices: The History of a Technology", 1984., publisher = University of Toronto Press

[2] Wikander Örjan: "Handbook of Ancient Water Technology", 2000., publisher = Brill, Leiden

[3] [1] Архивирано на 7 октомври 2011 г. "Stream wheel term and specifics"

[4] Syson, l. (1965) British Water-mills, London : Batsford

[1]

[2]

[3]

[4]